CN106460716A

CN106460716A - 发动机转速控制装置

Info

Publication number: CN106460716A
Application number: CN201580026152.1A
Authority: CN
Inventors: 冈田太郎
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2017-02-22
Also published as: JP2015224543A; EP3150834A4; EP3150834A1; WO2015182112A1; JP6252356B2

Abstract

发动机转速控制装置具有：目标发动机转速计算部，根据车辆的油门开度来计算目标发动机转速；扭矩增益计算部，基于实际发动机转速的变化量和实际发动机转速相对于目标发动机转速的到达率来计算扭矩增益；系统要求扭矩计算部，基于驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益得到的值，来计算系统要求扭矩。这样计算出的系统要求扭矩被要求从车辆的发动机输出，对发动机转速进行控制。

Description

发动机转速控制装置

技术领域

本发明涉及用于对车辆的发动机转速进行控制的发动机转速控制装置，特别涉及一种响应踩踏油门踏板(驾驶员操作)来恰当控制发动机转速的技术。

背景技术

一般地，在具有手动变速器的车辆中，在起步时，首先，驾驶员踩踏离合器踏板，使离合器从传递状态变为断开状态后，操作换挡杆，使变速机构进入1挡。然后，一边踩踏油门踏板来使发动机转速上升，一边使离合器踏板逐渐返回，使离合器从断开状态逐渐转移到传递状态。此时，驾驶员需要使离合器踏板的操作和油门踏板的操作协调，但对所有的驾驶员来说，并不能容易进行使离合器踏板的操作和油门踏板的操作协调的操作。例如，在起步时，如果在离合器转移到传递状态之前强力踩踏油门踏板，则导致发动机的转速上升到所需以上(加速)，可能导致燃油经济性恶化，或对变速器和离合器施加大的负荷。

因此，提出在车辆开始起步时设定发动机转速的上限的控制装置。但是，例如当以车辆已开始前进为条件来限制发动机转速时，如果在车辆开始前进之前(从踩踏油门踏板起到离合器转移到传递状态为止的期间)油门踏板踩踏所需以上，则发动机的转速上升到所需以上(加速)，有时导致燃油经济性恶化。另外，在上坡起步时和急起步时等驾驶员要求比通常高的发动机扭矩的情况下，发动机转速也被限制，有时导致驾驶性能下降。

因此，以往提出在车辆起步时不使驾驶性能下降并使燃油经济性提高的控制装置(例如参照专利文献1)。在该以往的控制装置中，以车速为零且离合器踏板踩踏最大限度为条件，来决定初始的发动机转速上限值。然后，根据油门开度的变化量来决定发动机转速的修正量，以该修正量来修正初始的发动机转速上限值，在实际发动机转速超过修正后的发动机转速上限值的情况下，使节气门开度逐渐减小。

但是，在以往的控制装置中，由于发动机转速上限值根据油门开度的变化量而变化，所以无法针对每个油门开度保持稳定的发动机转速。例如，即使在油门开度相同的情况下，在油门开度的变化量不同时(例如慢慢地踩踏油门踏板时和急速踩踏油门踏板时等)，发动机转速也会被控制为不同的发动机转速。另外，在以往的控制装置中，仅在实际发动机转速超过上限值(发动机转速上限值)的情况下对节气门开度进行控制，因此有可能在上限值的附近发生发动机转速的摆动(hunting)或过冲，在向目标的发动机转速的收敛性上存在问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-163233号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是在上述背景下提出的。本发明的目的在于提供一种发动机转速控制装置，能够在针对每个油门开度任意设定目标发动机转速，并能够提高向目标发动机转速的收敛性。

用于解决问题的手段

本发明的一个方式是发动机转速控制装置，该发动机转速控制装置是用于对车辆的发动机转速进行控制的发动机转速控制装置，具有：

目标发动机转速计算部，根据所述车辆的油门开度来计算目标发动机转速，该目标发动机转速是作为目标设定的发动机转速；

扭矩增益计算部，基于所述车辆的实际的发动机转速即实际发动机转速的变化量和所述实际发动机转速相对于所述目标发动机转速的到达率，来计算扭矩增益；

系统要求扭矩计算部，基于驾驶员要求扭矩乘以所述扭矩增益得到的值，来求出要求从所述车辆的发动机输出的扭矩即系统要求扭矩，该驾驶员要求扭矩是与所述油门开度相应的扭矩。

如以下说明那样，本发明存在其他方式。因此，本发明的公开意图是提供本发明的一部分方式，并不意图限制在此记述并请求的发明的范围。

附图说明

图1是用于说明搭载了本发明的实施方式的发动机转速控制装置的车辆的概要的图。

图2是表示本发明的实施方式的发动机转速控制装置的结构的框图。

图3是本发明的实施方式的目标发动机转速MAP值的说明图。

图4是本发明的实施方式的扭矩增益MAP值的说明图。

图5是本发明的实施方式的扭矩修正值MAP值的说明图。

图6是用于说明本发明的实施方式的发动机转速控制装置的动作的流程图。

图7是本发明的实施方式的发动机转速控制(通常时)的说明图。

图8是本发明的实施方式的发动机转速控制(过冲时)的说明图。

具体实施方式

以下对本发明进行详细的说明。但是，以下的详细的说明和附图并不对发明进行限定。

本发明的发动机转速控制装置是用于对车辆的发动机转速进行控制的发动机转速控制装置，具有：

目标发动机转速计算部，根据车辆的油门开度来计算目标发动机转速，该目标发动机转速是作为目标设定的发动机转速；

扭矩增益计算部，基于车辆的实际的发动机转速即实际发动机转速的变化量和实际发动机转速相对于目标发动机转速的到达率，来计算扭矩增益；

系统要求扭矩计算部，基于驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益得到的值，计算要求从车辆的发动机输出的扭矩即系统要求扭矩，该驾驶员要求扭矩是与油门开度相应的扭矩。

根据该结构，根据油门开度来设定目标发动机转速。并且，基于扭矩增益乘以驾驶员要求扭矩得到的值，来计算系统要求扭矩，该扭矩增益基于实际发动机转速相对于目标发动机转速的到达率和实际发动机转速的变化量(发动机转速变化量)而计算出。由于这样计算的系统要求扭矩被向发动机输出，所以随着实际发动机转速接近目标发动机转速而使扭矩增益逐渐减小，提高向目标发动机转速的收敛性。在该情况下，能够针对每个油门开度任意设定目标发动机转速。另外，由于针对每个油门开度设定目标发动机转速，所以伴随油门开度的变化，目标发动机转速也变化，不会阻碍踩踏油门踏板(驾驶员操作)所带来的转速上升要求。这样一来，能够响应踩踏油门踏板(驾驶员操作)恰当控制发动机转速。因此，能够防止发动机转速的过度的加速，提高在踩踏油门踏板时的驾驶性能。另外，由于在踩踏油门踏板时能够控制在恰当的发动机转速，所以能够保护变速器和离合器，提高燃油经济性。

另外，本发明的发动机转速控制装置具有：

发动机转速比较部，对实际发动机转速和目标发动机转速进行比较，来判断实际发动机转速是否大于目标发动机转速；

扭矩修正值计算部，在实际发动机转速大于目标发动机转速的情况下，根据实际发动机转速和目标发动机转速之差来计算扭矩修正值；

系统要求扭矩计算部从驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益得到的值减去扭矩修正值，来计算系统要求扭矩。

根据该结构，在实际发动机转速大于目标发动机转速的情况下，基于实际发动机转速和目标发动机转速之差来计算扭矩修正值，通过从驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益得到的值减去该扭矩修正值，来计算系统要求扭矩。因此，在实际发动机转速超过目标发动机转速的情况下，通过减小系统要求扭矩(例如为负扭矩)，能够快速地向目标发动机转速收敛。

本发明的发动机转速控制装置具有对车辆是否起步进行检测的起步检测部，系统要求扭矩计算部在检测出车辆起步时，计算系统要求扭矩。

根据该结构，在起步时计算系统要求扭矩，进行发动机转速的控制。由此，能够防止起步时发动机转速的过度的加速，提高起步时的驾驶性能。另外，能够防止高转速下的意料不到的起步，保护变速器和离合器。另外，通过以恰当的发动机转速起步，能够提高燃油经济性。

根据本发明，能够针对每个油门开度任意设定目标发动机转速，提高向目标发动机转速的收敛性。

(实施方式)

以下，使用附图对本发明的实施方式的发动机转速控制装置进行说明。在本实施方式中，例示了在搭载了手动变速器的车辆等中使用的发动机转速控制装置的情况。

参照附图对本发明的实施方式的发动机转速控制装置的结构进行说明。图1是说明搭载了本实施方式的发动机转速控制装置的车辆的概要的图。如图1所示，车辆具有发动机1、离合器2和变速器3。发动机1是公知的内燃机之一，例如是使用汽油作为燃料的汽油发动机、使用轻油作为燃料的柴油发动机。变速器3是例如具有前进用的多个(例如5个)变速挡、后退用的1个变速挡、以及空挡的手动变速器。变速器3的输出轴经由差速器(未图示)与车辆的驱动轮4连接。变速器3的变速挡的切换通过驾驶员操作换挡杆5来执行。此时，驾驶员也进行离合器踏板6的操作和油门踏板7的操作。

变速器3与对从变速器3向驱动轮4输入的转速(输入转速)进行检测的输入旋转传感器8连接。另外，离合器踏板6与对离合器踏板6的操作量(离合器行程量)进行检测的离合器行程传感器9连接。另外，油门踏板7与对油门踏板7的操作量(油门开度)进行检测的油门开度传感器10连接。

发动机1具有用于对发动机动作进行电子控制的发动机ECU(电控单元)11。发动机ECU11与用于对发动机转速进行控制的发动机转速控制装置12连接。输入旋转传感器8所检测的输入转速、离合器行程传感器9所检测的离合器行程量等的信息输入到发动机转速控制装置12。油门开度传感器10所检测的油门开度的信息输入到发动机ECU11。发动机ECU11向发动机1输出驾驶员要求扭矩等的信息。从发动机1向发动机ECU11输入实际输出扭矩等的信息。从发动机ECU11向发动机转速控制装置12输入发动机转速(也称为实际发动机转速)、油门开度、驾驶员要求扭矩、实际输出扭矩等的信息。另外，从发动机转速控制装置12向发动机ECU11输出系统要求扭矩等的信息。

此外，离合器行程传感器9并不限于直接对离合器2的位移量进行检测的传感器，例如还包括能够对使离合器2动作的离合器主缸(CMC)的移动量进行检测传感器、对离合器踏板6的位移角或位移量进行检测的传感器。可以基于这些信息，利用发动机转速控制装置12的运算功能来计算离合器2的移动量。

实际发动机转速是车辆的发动机1的实际的转速(实际的发动机转速)。相对于此，目标发动机转速是作为目标设定的发动机转速。另外，驾驶员要求扭矩一般是根据油门开度并基于发动机特性(发动机转速和发动机输出扭矩的MAP)求出的扭矩。另一方面，系统要求扭矩是要求从发动机1(发动机ECU11)输出的扭矩。

接着，详细说明发动机转速控制装置12的结构。图2是表示发动机转速控制装置12的结构的框图。如图2所示，发动机转速控制装置12具有油门开度输入部20、实际发动机转速输入部21、驾驶员要求扭矩输入部22和起步检测部23。从油门开度传感器10向油门开度输入部20输入油门开度(％)。从发动机ECU11向实际发动机转速输入部21输入实际发动机转速(rpm)。从发动机ECU11向驾驶员要求扭矩输入部22输入驾驶员要求扭矩(Nm)。从输入转速传感器向起步检测部23输入输入转速。起步检测部23基于输入转速和离合器操作检测车辆是否起步。此外，该起步检测部23可以基于车速(例如从车辆传感器输入)来检测车辆是否起步。

另外，发动机转速控制装置12具有目标发动机转速计算部24、发动机转速比较部25、发动机转速变化量计算部26和到达率计算部27。目标发动机转速计算部24根据车辆的油门开度来计算目标发动机转速。例如，参照图3所示那样的目标发动机转速MAP值28，求出与油门开度对应的目标发动机转速。发动机转速比较部25对实际发动机转速和目标发动机转速进行比较，来判断实际发动机转速是否大于目标发动机转速。发动机转速变化量计算部26计算实际发动机转速的变化量(rpm/sec)。到达率计算部27例如使用下述的式1来计算实际发动机转速相对于目标发动机转速的到达率(％)。

到达率＝(实际发动机转速/目标发动机转速)×100(式1)

大多情况下，发动机转速的变化速度(变化时间)一般因发动机转速而不同。例如，就从1000rpm向1500rpm的变化时间和从4500rpm向5000rpm的变化时间而言，后者短。这取决于如下的发动机的特性，即，与低转速区域相比，在高转速区域，转速容易上升。因此，例如在目标发动机转速为1500rpm的情况和目标发动机转速为5000rpm的情况下，即使相对于目标发动机转速的实际发动机转速的偏差相同(例如500rpm)，控制的程度也显著不同。即，在假定迅速从实际发动机转速1000rpm向目标发动机转速1500rpm收敛来设定针对偏差500rpm的扭矩控制量的情况下，当将扭矩控制量应用于从实际发动机转速4500rpm向目标发动机转速5000rpm收敛时，实际发动机转速可能超过目标发动机转速。相反，在假定迅速从实际发动机转速4500rpm向目标发动机转速5000rpm收敛来设定针对偏差500rpm的扭矩控制量的情况下，当将该扭矩控制量应用于从实际发动机转速1000rpm向目标发动机转速1500rpm收敛时，跟随时间可能变长或无法收敛。因此，在本实施方式中，根据当前的实际发动机转速相对于目标发动机转速的比例来设定扭矩控制量，由此能够实现在宽范围的转速区域中迅速向目标值(目标发动机转速)收敛。

发动机转速控制装置12还具有扭矩增益计算部29、扭矩修正值计算部30和系统要求扭矩计算部31。扭矩增益计算部29基于实际发动机转速的变化量(发动机转速变化量)和到达率来计算扭矩增益。例如，参照图4所示那样的扭矩增益MAP值32，基于发动机转速变化量和到达率求出扭矩增益。如图4所示，根据发动机转速变化量Δ的不同，相对于到达率的扭矩增益的特性发生变化。在该情况下，扭矩增益计算部29将实际发动机转速的变化量大时的扭矩增益设定为与实际发动机转速的变化量小时的扭矩增益相比小的值。

扭矩修正值计算部30在实际发动机转速大于目标发动机转速的情况下，根据实际发动机转速和目标发动机转速之差计算出扭矩修正值。即，扭矩修正值计算部30在实际发动机转速为目标发动机转速以上的情况下，计算扭矩修正值。例如，参照图5所示那样的扭矩修正值MAP值33，根据实际发动机转速和目标发动机转速之差求出扭矩修正值。在实际发动机转速和目标发动机转速之间有转速差的情况下，转速差越大，扭矩修正值计算部30将扭矩修正值设定为越大的值。此外，在实际发动机转速不大于目标发动机转速的情况下，扭矩修正值为零。即，扭矩修正值计算部30在实际发动机转速低于目标发动机转速的情况下，将扭矩修正值设定为零。

系统要求扭矩计算部31例如使用下述的式2(即，通过从驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益得到的值减去扭矩修正值)，计算系统要求扭矩(Nm)。

系统要求扭矩＝驾驶员要求扭矩×扭矩增益-扭矩修正值(式2)

这样，在本实施方式中，在基本的特性上使用扭矩增益来对系统要求扭矩进行控制(增益控制)，由此向目标发动机转速收敛。例如，有可能因空调或电气辅助设备的负荷的变化、外部气温或气压的变化，使发动机输出特性变化，但即使基本的特性(驾驶员要求扭矩特性)变化，也能够通过进行增益控制来控制系统要求扭矩，以向目标发动机转速收敛，而与特性的变动量如何无关。另一方面，在不进行如本实施方式那样的增益控制的情况下，也考虑例如不使用扭矩增益而使用绝对值(扭矩修正值)对系统要求扭矩进行控制。但是，在该情况下，针对目标发动机转速，以预先设定的绝对值扭矩(扭矩修正值)控制驾驶员要求扭矩，因此，扭矩修正值和特性的变动量的平衡被破坏，无法追随目标值。

要求发动机1输出这样计算的系统要求扭矩，系统要求扭矩被用于发动机转速的控制。该系统要求扭矩对发动机转速的控制特别希望在车辆起步时(检测出车辆起步时)进行。

关于以上构成的发动机转速控制装置12，参照图6的流图说明其动作。

如图6所示，在本实施方式的发动机转速控制装置12中，首先，当起步检测部23检测出车辆起步时(S1)，获取来自油门开度传感器10的油门开度(S2)，由目标发动机转速计算部24根据油门开度设定目标发动机转速(S3)。在该情况下，例如通过图3所示那样的目标发动机转速MAP，根据油门开度求出目标发动机转速。然后，由发动机转速比较部25对目标发动机转速和实际发动机转速进行比较(S4)，在实际发动机转速不大于目标发动机转速的情况下，由扭矩修正值计算部30根据实际发动机转速和目标发动机转速之差计算出扭矩修正值(S5)。在该情况下，例如，参照图5所示的扭矩修正值MAP值33，根据实际发动机转速和目标发动机转速之差求出扭矩修正值。此外，在实际发动机转速大于目标发动机转速的情况下，扭矩修正值为零。

由发动机转速变化量计算部26计算出实际发动机转速的变化量(发动机转速变化量)(S6)。另外，由到达率计算部27计算出实际发动机转速相对于目标发动机转速的到达率(S7)。然后，由扭矩增益计算部29根据到达率和发动机转速变化量计算出扭矩增益(S8)。在该情况下，例如，参照图4所示的扭矩增益MAP值32，根据到达率和发动机转速变化量求出扭矩增益。最后，驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益(S9)，从该相乘得到的值减去扭矩修正值(S10)，由系统要求扭矩计算部31求出系统要求扭矩(S11)。

根据这样的本实施方式的发动机转速控制装置12，根据油门开度设定目标发动机转速。然后，基于扭矩增益乘以驾驶员要求扭矩得到的值，计算出系统要求扭矩，该扭矩增益基于实际发动机转速相对于目标发动机转速的到达率和实际发动机转速的变化量(发动机转速变化量)计算出。这样计算出的系统要求扭矩向发动机1输出，因此，如图7所示，随着实际发动机转速接近目标发动机转速，扭矩增益逐渐减小，向目标发动机转速的收敛性提高。

在该情况下，能够针对每个油门开度任意设定目标发动机转速。另外，由于能够针对每个油门开度设定目标发动机转速，所以伴随油门开度的变化，目标发动机转速变化，不会阻碍踩踏油门踏板(驾驶员操作)所带来的转速上升要求。这样，能够根据踩踏油门踏板(驾驶员操作)恰当控制发动机转速。因此，能够防止发动机转速的过度加速，提高踩踏油门踏板时的驾驶性能。另外，由于在踩踏油门踏板时控制在恰当的发动机转速，所以能够保护离合器2和变速器3，提高燃油经济性。

另外，在本实施方式中，在实际发动机转速大于目标发动机转速的情况下，基于实际发动机转速和目标发动机转速之差，计算出扭矩修正值，通过从驾驶员要求扭矩乘以扭矩增益得到的值减去该扭矩修正值，计算出系统要求扭矩。因此，如图8所示，在实际发动机转速超过目标发动机转速的情况下(过冲的情况下)，通过使系统要求扭矩变小(例如为负扭矩)，能够迅速地向目标发动机转速收敛。

另外，在本实施方式中，在起步时计算出系统要求扭矩，进行发动机转速的控制。由此，能够防止起步时的发动机转速的过度的加速，能够提高起步时的驾驶性能。另外，能够防止在高转速下的意料不到的起步，保护离合器2和变速器3。另外，通过以恰当的发动机转速进行起步，能够提高燃油经济性。

以上，通过例示对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明的范围并不限定于此，能够在权利要求记载的范围内，根据目的进行变更和变形。

例如，在以上的说明中，对发动机ECU和发动机转速控制装置分开构成(不同的ECU)的例子进行了说明，但是，发动机ECU和发动机转速控制装置构成为一体(一个ECU)。

以上说明了当前认为的本发明的优选的实施方式，但是应该理解，能够对本实施方式进行各种变形，并且，在本发明的真实的精神和范围内的所有的变形包含在权利要求书内。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的发动机转速控制装置具有能够在各油门开度任意设定目标发动机转速，提高向目标发动机转速的收敛性的效果，能够适用于搭载了手动变速器的车辆等。

附图标记的说明

1 发动机

2 离合器

3 变速器

4 驱动轮

5 换挡杆

6 离合器踏板

7 油门踏板

8 输入旋转传感器

9 离合器行程传感器

10 油门开度传感器

11 发动机ECU

12 发动机转速控制装置

20 油门开度输入部

21 实际发动机转速输入部

22 驾驶员要求扭矩输入部

23 起步检测部

24 目标发动机转速计算部

25 发动机转速比较部

26 发动机转速变化量计算部

27 到达率计算部

28 目标发动机转速MAP值

29 扭矩增益计算部

30 扭矩修正值计算部

31 系统要求扭矩计算部

32 扭矩增益MAP值

33 扭矩修正值MAP值

Claims

1.一种发动机转速控制装置，用于对车辆的发动机转速进行控制，具有：

2.如权利要求1所述的发动机转速控制装置，其特征在于，

具有：

发动机转速比较部，对所述实际发动机转速和所述目标发动机转速进行比较，来判定所述实际发动机转速是否大于所述目标发动机转速，

扭矩修正值计算部，在所述实际发动机转速大于所述目标发动机转速的情况下，根据所述实际发动机转速和所述目标发动机转速之差来计算扭矩修正值；

所述系统要求扭矩计算部通过从所述驾驶员要求扭矩乘以所述扭矩增益得到的值减去所述扭矩修正值，来计算所述系统要求扭矩。

3.如权利要求1所述的发动机转速控制装置，其特征在于，

具有对所述车辆是否起步进行检测的起步检测部，

所述系统要求扭矩计算部在检测出所述车辆起步时计算所述系统要求扭矩。

4.如权利要求1所述的发动机转速控制装置，其特征在于，

所述扭矩增益计算部将所述实际发动机转速的变化量大时的扭矩增益，设定为与所述实际发动机转速的变化量小时的扭矩增益相比小的值。

5.如权利要求2所述的发动机转速控制装置，其特征在于，

所述扭矩修正值计算部在所述实际发动机转速为所述目标发动机转速以上的情况下，计算所述扭矩修正值。

6.如权利要求2所述的发动机转速控制装置，其特征在于，

所述扭矩修正值计算部在所述实际发动机转速低于所述目标发动机转速的情况下，将所述扭矩修正值设定为零。

7.如权利要求2所述的发动机转速控制装置，其特征在于，

所述扭矩修正值计算部在所述实际发动机转速和所述目标发动机转速之间有转速差的情况下，所述转速差越大，将所述扭矩修正值设定为越大的值。