JP2008128149A - Engine control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動力を発生させるエンジンを制御するための車両用エンジン制御装置に関し、特に、その出力トルクの制限を好適化するための改良に関する。 The present invention relates to a vehicle engine control apparatus for controlling an engine that generates a driving force of a vehicle, and more particularly to an improvement for optimizing the output torque limit.
車両の駆動力を発生させるエンジンを制御するための車両用エンジン制御装置が各種車両に用いられている。斯かる車両用エンジン制御装置の一例として、駆動系の耐久性向上等を目的として、エンジンの出力トルクを制限するものが提案されている。例えば、特許文献1に記載されたブースト圧力出力の規制装置がそれである。この技術によれば、エンジン(トルクコンバータ)の出力トルクを、変速機の入力限界値に規制することにより、過剰トルク状態での作動を阻止すると共に、エンジンの耐久性を低下させる状態の発生を回避できるとされている。
A vehicle engine control device for controlling an engine that generates a driving force of a vehicle is used in various vehicles. As an example of such a vehicle engine control device, there has been proposed one that limits the output torque of the engine for the purpose of improving the durability of the drive system. For example, the regulator of the boost pressure output described in
しかし、前記従来の技術によれば、エンジンの出力トルクを一律に駆動力伝達装置の入力トルク限界値(変速機の仕様に基づく所定の値)に制限するものであることから、実際には駆動力伝達装置の強度が十分な場合であってもその入力トルク限界値を超えるトルクを入力することができず、エンジントルクの制限が過剰となるという不具合があった。このため、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置の開発が求められていた。 However, according to the prior art, the output torque of the engine is uniformly limited to the input torque limit value of the driving force transmission device (a predetermined value based on the transmission specifications). Even if the strength of the force transmission device is sufficient, torque exceeding the input torque limit value cannot be input, and there is a problem that the engine torque is excessively limited. For this reason, there has been a demand for the development of a vehicular engine control device that performs sufficient engine torque limitation when necessary.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle engine control apparatus that performs sufficient engine torque limitation as necessary.
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、駆動力を発生させるエンジンと、そのエンジンから出力される駆動力を駆動輪へ伝達するための駆動力伝達装置とを、備えた車両において、前記エンジンを制御するための車両用エンジン制御装置であって、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置に入力されたトルクに基づいてその駆動力伝達装置の疲労程度を算出する疲労程度算出手段と、その疲労程度算出手段により算出された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するエンジントルク制限手段とを、有することを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the present invention includes an engine that generates a driving force, and a driving force transmission device that transmits the driving force output from the engine to driving wheels. A vehicle engine control device for controlling the engine in a vehicle, wherein a degree of fatigue of the driving force transmission device is calculated based on a torque input to the driving force transmission device from a predetermined relationship. It has fatigue degree calculating means and engine torque limiting means for limiting the output torque of the engine in accordance with the fatigue degree calculated by the fatigue degree calculating means.
このようにすれば、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置に入力されたトルクに基づいてその駆動力伝達装置の疲労程度を算出する疲労程度算出手段と、その疲労程度算出手段により算出された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するエンジントルク制限手段とを、有するものであることから、前記駆動力伝達装置の残存寿命に応じて過剰にならない範囲で前記エンジントルクの制限を行うことができる。すなわち、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することができる。 According to this configuration, the fatigue level calculating means for calculating the fatigue level of the driving force transmission device based on the torque input to the driving force transmission device from a predetermined relationship, and the fatigue level calculation means. Engine torque limiting means for limiting the output torque of the engine according to the degree of fatigue, the engine torque is limited within a range that does not become excessive according to the remaining life of the driving force transmission device. It can be carried out. In other words, it is possible to provide a vehicle engine control apparatus that performs sufficient engine torque limitation as necessary.
ここで、好適には、前記疲労程度算出手段により算出された疲労程度を記憶する記憶装置を備えたものであり、前記エンジントルク制限手段は、その記憶装置に記憶された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するものである。このようにすれば、算出された前記駆動力伝達装置の疲労程度を随時記憶して用いることで、実用的な態様でエンジントルクの制限を行うことができる。 Here, preferably, a storage device that stores the fatigue level calculated by the fatigue level calculation unit is provided, and the engine torque limiting unit is configured to store the fatigue level according to the fatigue level stored in the storage device. This is to limit the engine output torque. In this way, it is possible to limit the engine torque in a practical manner by storing and using the calculated degree of fatigue of the driving force transmission device as needed.
また、好適には、前記駆動力伝達装置における所定の部分に入力されるトルクを推定するトルク推定手段を有し、前記疲労程度算出手段は、その部分に対応して予め定められた関係からそのトルク推定手段により推定されるトルクに基づいてその部分の疲労程度を算出するものである。このようにすれば、前記駆動力伝達装置において特に強度が問題となる部分における疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限することで、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。 Preferably, the driving force transmission device further includes torque estimating means for estimating a torque input to a predetermined portion, and the fatigue degree calculating means has a predetermined relationship corresponding to the portion. Based on the torque estimated by the torque estimating means, the degree of fatigue of the portion is calculated. In this way, by limiting the output torque of the engine according to the degree of fatigue particularly in the portion where the strength is a problem in the driving force transmission device, sufficient engine torque limitation necessary and practical can be achieved. It can be carried out.
また、好適には、前記疲労程度算出手段は、前記トルク推定手段により推定されるトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度を前記疲労程度として算出するものであり、前記エンジントルク制限手段は、前記疲労程度算出手段により算出される累積トルク頻度が所定の閾値より大きい場合には前記エンジンの出力トルクを制限するものである。このようにすれば、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。 Preferably, the fatigue level calculation means calculates a cumulative torque frequency as the fatigue level according to a minor rule based on the torque estimated by the torque estimation means, and the engine torque limiting means When the cumulative torque frequency calculated by the fatigue degree calculating means is larger than a predetermined threshold, the engine output torque is limited. In this way, the engine torque can be sufficiently limited as required in a practical manner.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明が好適に適用される駆動力伝達装置8の構成を説明する骨子図である。また、図2は、その駆動力伝達装置8に備えられた自動変速機10において複数のギヤ段(変速段)を成立させる際の係合装置(係合要素)の作動の組み合わせを説明する作動図表(係合作動表)である。この自動変速機10は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース(以下、ケースと表す)30内において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置12を主体として構成されている第1変速部14と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16及びダブルピニオン型の第3遊星歯車装置18を主体として構成されている第2変速部20とを共通の軸心C上に備え、入力軸22の回転を変速して出力軸24から出力する。入力軸22は入力回転部材に相当するものであり、本実施例ではガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である走行用の駆動力源としてのエンジン26によって回転駆動されるトルクコンバータ28のタービン軸である。出力軸24は出力回転部材に相当するものであり、例えば差動歯車装置(終減速機)70や一対の車軸72等を順次介して左右の駆動輪74を回転駆動する(図3参照)。なお、この自動変速機10は中心線(軸心)Cに対して略対称的に構成されており、図1の骨子図においてはその軸心Cの下半分が省略されている。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a driving
上記第1遊星歯車装置12は、サンギヤS1、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤP1、そのピニオンギヤP1を自転及び公転可能に支持するキャリヤCA1、ピニオンギヤP1を介してサンギヤS1と噛み合うリングギヤR1を備え、サンギヤS1、キャリアCA1、及びリングギヤR1によって3つの回転要素が構成されている。キャリヤCA1は上記入力軸22に連結されて回転駆動され、サンギヤS1は回転不能に上記ケース30に一体的に固定されている。リングギヤR1は中間出力部材として機能し、上記入力軸22に対して減速回転させられて、回転を上記第2変速部20へ伝達する。本実施例では、上記入力軸22の回転をそのままの速度で上記第2変速部20へ伝達する経路が、予め定められた一定の変速比(=1.0)で回転を伝達する第1中間出力経路PA1であり、第1中間出力経路PA1には、上記入力軸22から上記第1遊星歯車装置12を経ることなく上記第2変速部20へ回転を伝達する直結経路PA1aと、上記入力軸22から上記第1遊星歯車装置12のキャリヤCA1を経て上記第2変速部20へ回転を伝達する間接経路PA1bとがある。また、上記入力軸22からキャリヤCA1、そのキャリヤCA1に配設されたピニオンギヤP1、及びリングギヤR1を経て上記第2変速部20へ伝達する経路が、第1中間出力経路PA1よりも大きい変速比(>1.0)で上記入力軸22の回転を変速(減速)して伝達する第2中間出力経路PA2である。
The first
前記第2遊星歯車装置16は、サンギヤS2、ピニオンギヤP2、そのピニオンギヤP2を自転及び公転可能に支持するキャリヤCA2、ピニオンギヤP2を介してサンギヤS2と噛み合うリングギヤR2を備えている。また、前記第3遊星歯車装置18は、サンギヤS3、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤP2及びP3、そのピニオンギヤP2及びP3を自転及び公転可能に支持するキャリヤCA3、ピニオンギヤP2及びP3を介してサンギヤS3と噛み合うリングギヤR3を備えている。
The second
前記第2遊星歯車装置16及び第3遊星歯車装置18では、一部が互いに連結されることによって4つの回転要素RM1〜RM4が構成されている。具体的には、前記第2遊星歯車装置16のサンギヤS2によって第1回転要素RM1が構成され、前記第2遊星歯車装置16のキャリヤCA2及び第3遊星歯車装置のキャリヤCA3が互いに一体的に連結されて第2回転要素RM2が構成され、前記第2遊星歯車装置16のリングギヤR2及び第3遊星歯車装置18のリングギヤR3が互いに一体的に連結されて第3回転要素RM3が構成され、前記第3遊星歯車装置18のサンギヤS3によって第4回転要素RM4が構成されている。この第2遊星歯車装置16及び第3遊星歯車装置18は、キャリアCA2及びCA3が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤR2及びR3が共通の部材にて構成されており、且つ第2遊星歯車装置16のピニオンギヤP2が第3遊星歯車装置18の第2ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。
In the second
上記第1回転要素RM1(サンギヤS2)は、第1ブレーキB1を介して前記ケース30に選択的に連結されて回転停止され、第3クラッチC3を介して中間出力部材である前記第1遊星歯車装置12のリングギヤR1(すなわち第2中間出力経路PA2)に選択的に連結され、さらに第4クラッチC4を介して前記第1遊星歯車装置12のキャリヤCA1(すなわち第1中間出力経路PA1の間接経路PA1b)に選択的に連結されている。上記第2回転要素RM2(キャリヤCA2及びCA3)は、第2ブレーキB2を介して前記ケース30に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第2クラッチC2を介して前記入力軸22(すなわち第1中間出力経路PA1の直結経路PA1a)に選択的に連結されている。上記第3回転要素RM3(リングギヤR2及びR3)は、前記出力軸24に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。上記第4回転要素RM4(サンギヤS3)は、第1クラッチC1を介してリングギヤR1に連結されている。なお、上記第2回転要素RM2とケース30との間には、その第2回転要素RM2の正回転(入力軸22と同じ回転方向)を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチF1が第2ブレーキB2と並列に設けられている。
The first rotating element RM1 (sun gear S2) is selectively coupled to the
図2の係合作動表は、前記自動変速機10の各ギヤ段を成立させる際のクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態を説明する図表であり、「○」は係合状態を、「(○)」はエンジンブレーキ時のみ係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。このように、前記自動変速機10においては、3組の遊星歯車装置12、16、18を備え、クラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2を選択的に係合することにより変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が異なる複数のギヤ段例えば前進8段の多段変速が達成される。また、特に、第2ブレーキB2と並列に一方向クラッチF1が設けられていることから、第1ギヤ段(1st)を成立させる際に、第2ブレーキB2はエンジンブレーキ時には係合させられる一方、駆動時には解放させられる。
The engagement operation table of FIG. 2 is a table for explaining the operation states of the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 when each gear stage of the
また、各ギヤ段毎に異なる変速比は、前記第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、及び第3遊星歯車装置18の各ギヤ比ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められる。また、クラッチC1〜C4、及びブレーキB1、B2(以下、特に区別しない場合は単にクラッチC、ブレーキBと表す)は、好適には、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置(以下、係合装置という)であり、図4に示す油圧制御回路76内のリニアソレノイド弁SL1〜SL6の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられるとともに係合、解放時の過渡油圧などが制御される。
Further, the gear ratios that are different for each gear stage are appropriately determined by the gear ratios ρ1, ρ2, and ρ3 of the first
図3は、前記自動変速機10やエンジン26等を制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。この図3に示す電子制御装置100は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUによりRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。斯かる信号処理により、後述するエンジン26の出力制御や自動変速機10の変速制御等を実行するようになっている。また、必要に応じてエンジン制御用やリニアソレノイド弁SL1〜SL6を制御する変速制御用等に分けて構成される。
FIG. 3 is a block diagram for explaining a main part of a control system provided in the vehicle for controlling the
また、図3に示すように、車両に設けられたセンサやスイッチなどから各種信号が上記電子制御装置100に供給される。例えば、クランク角度(位置)ACR(°)及びエンジン26の回転速度NEに対応するクランクポジションを検出するクランクポジションセンサ32、前記トルクコンバータ28のタービン回転速度NTすなわち前記自動変速機10の入力軸22の回転速度NINを検出するタービン回転速度センサ34、車速Vに対応する前記出力軸24の回転速度NOUTを検出する出力軸回転速度センサ36、前記エンジン26の吸入空気量QAIRを検出する吸入空気量センサ38、手動変速操作装置としてのシフトレバー40のレバーポジション(操作位置)PSHを検出するシフトポジションセンサ42、アクセルペダル44の操作量であるアクセル開度ACCを検出するアクセル開度センサ46、吸気配管48に設けられた電子スロットル弁50の開き角すなわちスロットル弁開度θTHを検出するスロットルポジションセンサ52、常用ブレーキであるフットブレーキ54の操作の有無を表すブレーキ操作信号BONを検出するブレーキスイッチ56、前記油圧制御回路76内の作動油の温度であるAT油温TOILを検出するためのAT油温センサ58、車両の加速度(減速度)Gを検出するための加速度センサ60等から、クランク角度(位置)ACR(°)及びエンジン回転速度NE、タービン回転速度NT(=入力軸回転速度NIN)、車速V、出力軸回転速度NOUT、吸入空気量QAIR、レバーポジションPSH、アクセル開度ACC、スロットル弁開度θTH、ブレーキ操作信号BON、AT油温TOIL、加速度(減速度)Gなどを表す信号が電子制御装置100に供給される。
As shown in FIG. 3, various signals are supplied to the
また、前記電子制御装置100からは各種装置の作動を制御するための信号が出力される。例えば、前記エンジン26の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号SE、アクセル開度ACCに応じて電子スロットル弁50の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータ62への駆動信号や燃料噴射装置64から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号やイグナイタ66によるエンジン26の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。また、前記自動変速機10の変速制御の為の変速制御指令信号SP、例えばその自動変速機10の変速段を切り換えるために前記油圧制御回路76内のリニアソレノイド弁SL1〜SL6の励磁、非励磁などを制御するためのバルブ指令信号やライン油圧PLを制御するためのリニアソレノイド弁SLTへの駆動信号などが出力されている。
The
図4は、クラッチC及びブレーキBの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイド弁SL1〜SL6等に関する回路図であって、油圧制御回路76の要部を示す回路図である。この図4において、クラッチC1、C2、及びブレーキB1、B2の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)78、80、86、88には、油圧供給装置90から出力されたDレンジ圧(前進レンジ圧、前進油圧)PDがそれぞれリニアソレノイド弁SL1、SL2、SL5、SL6により調圧されて供給され、クラッチC3及びC4の各油圧アクチュエータ82、84には、油圧供給装置90から出力されたライン油圧PL1がそれぞれリニアソレノイド弁SL3、SL4により調圧されて供給されるようになっている。なお、ブレーキB2の油圧アクチュエータ88には、リニアソレノイド弁SL6の出力油圧及びリバース圧(後進レンジ圧、後進油圧)PRのうち何れか供給された油圧がシャトル弁99を介して供給される。
4 is a circuit diagram relating to the linear solenoid valves SL1 to SL6 and the like for controlling the operation of the hydraulic actuators of the clutch C and the brake B, and is a circuit diagram showing the main part of the
上記油圧供給装置90は、前記エンジン26によって回転駆動される機械式のオイルポンプ68(図1参照)から発生する油圧を元圧としてライン油圧PL1(第1ライン油圧PL1)を調圧する例えばリリーフ型の第1調圧弁(プライマリレギュレータバルブ)92、ライン油圧PL1の調圧のためにその第1調圧弁92から排出される油圧を元圧としてライン油圧PL2(第2ライン油圧PL2、セカンダリ圧PL2)を調圧する第2調圧弁(セカンダリレギュレータバルブ)94、アクセル開度ACC或いはスロットル弁開度θTHで表されるエンジン負荷等に応じたライン油圧PL1、PL2に調圧されるために第1調圧弁92及び第2調圧弁94へ信号圧PSLTを供給するリニアソレノイド弁SLT、ライン油圧PL1を元圧としてモジュレータ油圧PMを一定値に調圧するモジュレータ弁96、及びケーブルやリンクなどを介して機械的に連結されるシフトレバー40の操作に伴い機械的に作動させられて油路が切り換えられることにより入力されたライン油圧PL1をシフトレバー40が「D」ポジション或いは「S」ポジションへ操作されたときにはDレンジ圧PDとして出力し或いは「R」ポジションへ操作されたときにはリバース圧PRとして出力するマニュアル弁98等を備えており、ライン油圧PL1、PL2、モジュレータ油圧PM、Dレンジ圧PD、及びリバース圧PRを供給する。
The hydraulic
前記リニアソレノイド弁SL1〜SL6は、基本的には何れも同じ構成で、前記電子制御装置100により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータ78〜88の油圧が独立に調圧制御されてクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の係合圧が制御される。それにより、前記自動変速機10は、例えば図2の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、前記自動変速機10の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチCやブレーキBの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が実行される。例えば、図2の係合作動表に示すように5速→4速のダウンシフトでは、クラッチC2が解放されると共にクラッチC4が係合され、変速ショックを抑制するようにクラッチC2の解放過渡油圧とクラッチC4の係合過渡油圧とが適切に制御される。このように、前記自動変速機10の係合装置(クラッチC、ブレーキB)がリニアソレノイド弁SL1〜SL6により各々制御されるので、係合装置の作動の応答性が向上される。或いはまた、その係合装置の係合/解放作動の為の油圧回路が簡素化される。
The linear solenoid valves SL1 to SL6 have basically the same configuration, and are excited and de-energized independently by the
前記シフトレバー40は例えば運転席の近傍に配設され、図5に示すように、5つのレバーポジション「P」、「R」、「N」、「D」、又は「S」へ手動操作されるようになっている。この「P」ポジション(レンジ)は前記自動変速機10内の動力伝達経路を解放しすなわちその自動変速機10内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態(中立状態)とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に前記出力軸24の回転を阻止(ロック)するための駐車ポジション(位置)であり、「R」ポジションは前記自動変速機10の出力軸24の回転方向を逆回転とするための後進走行ポジション(位置)であり、「N」ポジションは前記自動変速機10内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための中立ポジション(位置)であり、「D」ポジションは前記自動変速機10の変速を許容する変速範囲(Dレンジ)で第1ギヤ段「1st」〜第8ギヤ段「8th」の総ての前進ギヤ段を用いて自動変速制御を実行させる前進走行ポジション(位置)であり、「S」ポジションはギヤ段の変化範囲を制限する複数種類の変速レンジすなわち変速可能な高速側のギヤ段が異なる複数種類の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能な前進走行ポジション(位置)である。
The
「S」ポジションにおいては、前記シフトレバー40の操作毎に変速範囲をアップ側にシフトさせるためのレバーポジションPSHとしての「+」ポジション、前記シフトレバー40の操作毎に変速範囲をダウン側にシフトさせるためのレバーポジションPSHとしての「−」ポジションが備えられている。例えば、「S」ポジションにおいては、「8」レンジ〜「L」レンジの何れかが前記シフトレバー40の「+」ポジション或いは「−」ポジションへの操作に応じて変更される。また、「S」ポジションにおける「L」レンジは第1ギヤ段「1st」にて第2ブレーキB2を係合させて一層エンジンブレーキ効果が得られるためのエンジンブレーキレンジでもある。
In the “S” position, the “+” position as the lever position PSH for shifting the shift range to the up side every time the
また、「D」ポジションは前記自動変速機10の変速可能な例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第8速ギヤ段の範囲で自動変速制御が実行される制御様式である自動変速モードを選択するシフトポジションでもあり、「S」ポジションは前記自動変速機10の各変速レンジの最高速側ギヤ段を超えない範囲で自動変速制御が実行されると共に前記シフトレバー40の手動操作により変更された変速レンジ(すなわち最高速側ギヤ段)に基づいて手動変速制御が実行される制御様式である手動変速モードを選択するシフトポジションでもある。
Further, the “D” position is an automatic shift that is a control mode in which automatic shift control is performed in a range of, for example, the first gear to the eighth gear as shown in FIG. It is also a shift position for selecting a mode. In the “S” position, automatic shift control is executed within a range not exceeding the maximum speed gear of each shift range of the
図6は、前記電子制御装置100による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図6に示すトルク推定手段102は、前記エンジン26から出力されるエンジントルクや前記自動変速機10に入力されるトルク等、前記駆動力伝達装置8における各部のトルクを推定する。例えば、予め実験的に求められて記憶されたスロットル開度に対するエンジントルク特性(エンジントルクマップ等の関係)から実際のエンジン回転速度NE及びスロットル開度に基づいてエンジントルクTEを推定し、そのエンジントルクTEに基づいて前記駆動力伝達装置8の入力軸22に入力される入力トルクTINを推定する。好適には、上述のようにして推定されるエンジントルクTE乃至は前記入力軸22への入力トルクTINに基づいて前記駆動力伝達装置8における所定の部分例えばその駆動力伝達装置8において特に強度が問題となる部分(ドライブシャフトのうち最も径寸法が小さい部分等)に入力されるトルクTPAを推定する。
FIG. 6 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function by the
エンジン駆動制御手段104は、前記エンジン26の駆動を制御する。例えば、前記スロットルアクチュエータ62により前記電子スロットル弁50を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置64を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ66を制御するエンジン出力制御指令信号SEを出力する。前記電子スロットル弁50の開閉制御では、例えば、図7に示すようなスロットル弁開度θTHをパラメータとしてエンジン回転速度NEとエンジントルク推定値TEOとの予め実験的に求めて記憶された関係(エンジントルクマップ)から実際のエンジン回転速度NE及びアクセル開度ACCに基づいて求められる目標エンジントルクTE *が得られるように前記スロットルアクチュエータ62によりスロットル弁開度θTHを制御する。
The engine drive control means 104 controls the drive of the
図8は、前記駆動力伝達装置8における所定の部分(例えば遊星歯車装置のリングギヤ)に入力されるトルクの経時的な変化を例示する図である。この図8に示すように、車両の走行に際しては、その走行状態に応じて前記駆動力伝達装置8における過渡トルクが時々刻々と変化していく。また、そのようにして前記駆動力伝達装置8に入力された過渡トルクにより、その駆動力伝達装置8に金属疲労等の形で疲労(疲れ)が蓄積されていき、残存寿命(使用可能期間)は漸減していく。
FIG. 8 is a diagram illustrating a change with time of torque input to a predetermined portion (for example, a ring gear of a planetary gear device) in the driving
図9は、前記駆動力伝達装置8への入力の繰り返し数(横軸)及び入力トルクの大きさ(縦軸)によって定義されるトルク頻度線図の一例である。この図9に示す一点鎖線は、前記駆動力伝達装置8の所定部分へのトルクの入力回数とその入力トルクの大きさに応じて予め実験的に求められたその所定部分の寿命を示す相関線を示しており、累積トルク頻度がこの相関線に達すると前記駆動力伝達装置8における該当部分が寿命(使用限界)となる。なお、この相関線は、Tを入力トルク、Nを繰り返し回数、κ、Cを定数として次の(1)式のように表される。また、図9に示す疲労強度限界トルクTsは、前記駆動力伝達装置8における該当部分への入力が許容されるトルクの上限値であり、好適には、その部分の残存寿命に応じて定められる可変値であるが、固定値であっても構わない。また、図9に示すNxは所定の入力トルクTxに対応して前記駆動力伝達装置8における該当部分の寿命を示す繰り返し回数であり、nxは、図9に実線で示す前記駆動力伝達装置8における該当部分への実際の入力相関線に関して等価トルクとしての上記入力トルクTxに相当する(その等価トルクに換算した)繰り返し回数である。
FIG. 9 is an example of a torque frequency diagram defined by the number of repetitions of input to the driving force transmission device 8 (horizontal axis) and the magnitude of the input torque (vertical axis). The alternate long and short dash line shown in FIG. 9 is a correlation line that indicates the number of times the torque is input to the predetermined portion of the driving
logT=(−1/κ)×logN+C ・・・(1) log T = (− 1 / κ) × log N + C (1)
図6に戻って、疲労程度算出手段106は、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置8に入力されるトルクに基づいてその駆動力伝達装置8の疲労程度を算出する。好適には、前記トルク推定手段102により推定されるトルクに基づいてよく知られたマイナー則に従い累積トルク頻度Dを斯かる疲労程度として算出する。すなわち、上述したような所定の等価トルクTxにおける前記駆動力伝達装置8における該当部分の寿命を示す繰り返し回数Niと、前記駆動力伝達装置8における該当部分への実際の入力を上記等価トルクTxに換算した繰り返し回数niとから、次の(2)式に従って前記駆動力伝達装置8における該当部分の疲労程度としての累積トルク頻度Dを算出する。また、そのようにして上記疲労程度算出手段106により算出された累積トルク頻度Dは、図6に示す記憶装置110に累積的に記憶(蓄積)される。
Returning to FIG. 6, the fatigue level calculating means 106 calculates the fatigue level of the driving
D=Σ(ni/Ni) ・・・(2) D = Σ (ni / Ni) (2)
エンジントルク制限手段108は、前記疲労程度算出手段106により算出された疲労程度に応じて前記エンジン26の出力トルクTEを制限する。好適には、前記疲労程度算出手段106により算出されて前記記憶装置110に記憶された累積トルク頻度Dが所定の閾値(例えば1)より大きい場合には前記エンジン26の出力トルクを前述した図9に示す疲労強度限界Ts以下に制限する。このエンジン26の出力トルク制限は、前記エンジン駆動制御手段104を介して前記電子スロットル弁50の開閉制御、燃料噴射装置64による燃料噴射量制御、イグナイタ66による点火時期制御等により行われる。このようにして、前記駆動力伝達装置8における所定部分の累積トルク頻度Dが所定の閾値以上であり、その部分の寿命が迫っていると判断される場合にのみ前記エンジン26の出力トルクを制限することで、必要にして十分なエンジントルク制限を実現することができる。
The engine torque limiting means 108 limits the output torque T E of the
図10は、前記電子制御装置100によるエンジントルク制限制御の要部を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining a main part of the engine torque limit control by the
先ず、ステップ(以下、ステップを省略する)S1において、予め実験的に求められて記憶されたスロットル開度に対するエンジントルク特性から実際のエンジン回転速度NE及びスロットル開度に基づいてエンジントルクTEが算出(推定)される。次に、S2において、S1にて算出されたエンジントルクTEに基づいて前記駆動力伝達装置8において特に強度が問題とされる部分(最弱部分)であるドライブシャフトへの入力トルク波形が推定される。次に、前記疲労程度算出手段106の動作に対応するS3において、前記記憶装置110に記憶された情報が読み出されると共に、よく知られたマイナー則に従いS2にて推定された入力トルク波形に基づいて該当部分の疲労程度(累積トルク頻度)Dが算出され、その算出結果が前記記憶装置110へ累積的に記憶される。次に、S4において、S3にて算出された疲労程度Dが所定の閾値例えば1よりも大きいか否かが判断される。このS4の判断が否定される場合には、前記エンジン26の出力トルク制限は行われず、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S4の判断が肯定される場合には、S5において、前記エンジン26の出力トルクが疲労強度限界Ts以下に制限された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、S1及びS2が前記トルク推定手段102の動作に、S4及びS5が前記エンジントルク制限手段108の動作にそれぞれ対応する。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S1, the engine torque T E is determined based on the actual engine speed N E and the throttle opening from the engine torque characteristic with respect to the throttle opening that is experimentally obtained and stored in advance. Is calculated (estimated). Next, in S2, based on the engine torque T E calculated in S1, the input torque waveform to the drive shaft, which is the portion where the strength is particularly problematic (the weakest portion) in the driving
このように、本実施例によれば、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置8に入力されたトルクに基づいてその駆動力伝達装置8の疲労程度を算出する疲労程度算出手段106(S3)と、その疲労程度算出手段106により算出された疲労程度に応じて前記エンジン26の出力トルクを制限するエンジントルク制限手段108(S4及びS5)とを、有するものであることから、前記駆動力伝達装置8の残存寿命に応じて過剰にならない範囲で前記エンジントルクの制限を行うことができる。すなわち、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することができる。
Thus, according to the present embodiment, the fatigue level calculating means 106 (S3) that calculates the fatigue level of the driving
また、前記疲労程度算出手段106により算出された疲労程度を記憶する記憶装置110を備えたものであり、前記エンジントルク制限手段108は、その記憶装置110に記憶された疲労程度に応じて前記エンジン26の出力トルクを制限するものであるため、算出された前記駆動力伝達装置8の疲労程度を随時記憶して用いることで、実用的な態様でエンジントルクの制限を行うことができる。
In addition, a storage device 110 that stores the fatigue level calculated by the fatigue
また、前記駆動力伝達装置8における所定の部分に入力されるトルクを推定するトルク推定手段102(S1及びS2)を有し、前記疲労程度算出手段106は、その部分に対応して予め定められた関係からそのトルク推定手段102により推定されるトルクに基づいてその部分の疲労程度を算出するものであるため、前記駆動力伝達装置8において特に強度が問題となる部分における疲労程度に応じて前記エンジン26の出力トルクを制限することで、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。
The driving
また、前記疲労程度算出手段106は、前記トルク推定手段102により推定されるトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度Dを前記疲労程度として算出するものであり、前記エンジントルク制限手段108は、前記疲労程度算出手段106により算出される累積トルク頻度Dが所定の閾値より大きい場合には前記エンジン26の出力トルクを制限するものであるため、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。
The fatigue level calculating means 106 calculates the cumulative torque frequency D as the fatigue level according to a minor rule based on the torque estimated by the torque estimating means 102, and the engine torque limiting means 108 Since the output torque of the
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施されるものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other modes.
例えば、前述の実施例では、自動変速機10を備えた駆動力伝達装置8に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マニュアル式の有段変速機やCVT等の無段変速機を備えた駆動力伝達装置にも本発明は好適に適用されるものである。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the driving
また、前述の実施例では、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン26の出力トルク制限に本発明が適用された例を説明したが、電動モータや水素燃料エンジン等を駆動力源とする車両に本発明が適用されても構わない。
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to limit the output torque of the
また、前述の実施例では、予め定められた関係から前記トルク推定手段102により推定されたトルクに基づいて前記駆動力伝達装置8の疲労程度を算出するものであったが、例えば、トルクセンサ等により前記駆動力伝達装置8におけるドライブシャフト等への実際の入力トルクを検出し、その検出されたトルクに基づいて前記駆動力伝達装置8の疲労程度を算出するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the degree of fatigue of the driving
また、前述の実施例において、前記疲労程度算出手段106は、前記駆動力伝達装置8に入力されたトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度Dを前記疲労程度として算出するものであったが、 前記駆動力伝達装置8の疲労程度としては種々の値が考えられ、またその算出にも様々な方法や関係が適宜選択されて用いられる。
Further, in the above-described embodiment, the fatigue level calculating means 106 calculates the cumulative torque frequency D as the fatigue level according to a minor rule based on the torque input to the driving
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
8:駆動力伝達装置
26:エンジン
74:駆動輪
102:トルク推定手段
106:疲労程度算出手段
108:エンジントルク制限手段
110:記憶装置
8: Driving force transmitting device 26: Engine 74: Driving wheel 102: Torque estimating means 106: Fatigue degree calculating means 108: Engine torque limiting means 110: Storage device
Claims (4)
予め定められた関係から前記駆動力伝達装置に入力されたトルクに基づいて該駆動力伝達装置の疲労程度を算出する疲労程度算出手段と、
該疲労程度算出手段により算出された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するエンジントルク制限手段と
を、有するものであることを特徴とする車両用エンジン制御装置。 A vehicle engine control device for controlling the engine in a vehicle including an engine that generates a driving force and a driving force transmission device that transmits the driving force output from the engine to driving wheels. And
A fatigue degree calculating means for calculating a fatigue degree of the driving force transmission device based on a torque input to the driving force transmission device from a predetermined relationship;
An engine control device for a vehicle, comprising: engine torque limiting means for limiting the output torque of the engine in accordance with the fatigue level calculated by the fatigue level calculating means.
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- 2006-11-22 JP JP2006316279A patent/JP2008128149A/en active Pending
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