CN108138673A - 车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种车辆的控制装置,该车辆具有:发动机(10);发动机控制机构,用于控制发动机扭矩;以及PCM(50),在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一车辆姿态控制执行条件成立时,控制发动机控制机构以使发动机扭矩降低,从而执行产生车辆减速度的车辆姿态控制。在使车辆姿态控制结束的车辆姿态控制结束条件成立时,PCM(50)控制发动机控制机构,使发动机扭矩恢复成车辆姿态控制的执行前的扭矩。每单位时间的发动机(10)的燃烧次数越少,PCM(50)越大地设定发动机扭矩的恢复方向的变化速度,控制发动机控制机构以按照这样设定的变化速度使发动机扭矩恢复。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置,尤其涉及进行发动机控制而实现期望的车辆姿态(车辆举动)的车辆的控制装置。
背景技术
以往,因为打滑等而车辆的举动变得不稳定的情况下,将车辆的举动向安全方向控制(横滑防止装置等)。具体地说,在车辆转弯时等,检测车辆是否产生了转向不足或转向过度,并且给车轮施加适当的减速度,以抑制转向不足或转向过度。
另一方面,还已知如下的车辆运动控制装置。与上述那样的在车辆行为不稳定的行驶状态下的用于提高安全性的控制不同,对于处在通常的行驶状态的车辆,在转弯时调整减速度,从而调整对作为转向轮的前轮施加的载荷,以使得驾驶员的一系列操作(制动、打轮、加速及回轮等)自然且稳定。
进而,提出了车辆用举动控制装置,根据与驾驶员的转向操作对应的横摆角速度关联量(例如横摆加速度)来降低车辆的驱动力(扭矩),从而在驾驶员开始转向操作时迅速地使车辆产生减速度,将足够的载荷迅速地施加给作为转向轮的前轮(例如参照专利文献1)。根据该车辆用举动控制装置,通过在转向操作开始时迅速地将载荷施加给前轮,增加前轮与路面之间的摩擦力,增大前轮的转向力,所以在弯道进入初期能够提高车辆的回转性能,提高对于打轮操作的响应性(操控性)。由此,能够实现尊重驾驶员意图的车辆行为。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-166014号公报
发明内容
发明所要解决的技术课题
在此,在具有多个气缸的多气缸发动机中,为了改善油耗,已知根据车辆的运转状态而在全缸运转和减缸运转之间切换运转模式的技术,上述全缸运转指的是在全部气缸内实施混合气的燃烧,上述减缸运转指的是在多个气缸中的一部分气缸内停止混合气的燃烧。像这样,在能够进行减缸运转的气缸休止发动机的减缸运转时,在燃烧顺序不连续的气缸中禁止燃烧,在剩余气缸中依次进行燃烧。因此,减缸运转时的燃烧间隔与全缸运转时相比变长。
因此,在气缸休止发动机中,通过上述的专利文献1所记载的车辆用举动控制装置,进行使发动机扭矩减小的控制(车辆姿态控制)以按照驾驶员的打轮操作产生车辆减速度的情况下,在全缸运转时和减缸运转时,从产生将该控制结束的请求到气缸的燃烧定时最初到来而车辆姿态控制实际结束为止的时间可能会产生差。其结果,在全缸运转和减缸运转之间进行运转模式的切换时,通过发动机扭矩的恢复而前轮的转向力减少的定时、以及随着转向力的减少而打轮的反力减少的定时等可能会产生差,车辆的举动变得不同,或者给驾驶员带来不适感。
另外,上面阐述了在气缸休止发动机的减缸运转时,对于车辆姿态控制的结束请求的扭矩恢复(意味着恢复成车辆姿态控制前的发动机扭矩)的响应性变差,但是这样的问题不限于气缸休止发动机的减缸运转时,在每单位时间的燃烧次数较小的发动机的运转条件(例如发动机的低转速区域)下就有产生的倾向。
本发明是为了解决上述以往技术的问题点而做出的,其目的在于,提供一种车辆的控制装置,按照每单位时间的发动机的燃烧次数来改变车辆姿态控制结束时的发动机扭矩的恢复方向的变化速度,从而适当地抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。
解决课题所采用的技术手段
为了达成上述目的,本发明是一种车辆的控制装置,该车辆具有:发动机;发动机控制机构,用于控制发动机的生成扭矩;以及车辆姿态控制单元,在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一条件成立时,控制发动机控制机构以使发动机的生成扭矩降低,从而执行产生车辆减速度的车辆姿态控制,在使该车辆姿态控制结束的规定的结束条件成立时,控制发动机控制机构,使发动机的生成扭矩恢复成车辆姿态控制的执行前的扭矩,该车辆的控制装置的特征在于,该车辆的控制装置还具有扭矩恢复变化速度设定单元,每单位时间的发动机的燃烧次数越少,扭矩恢复变化速度设定单元越大地设定发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度,车辆姿态控制单元,控制所述发动机控制机构,以按照由扭矩恢复变化速度设定单元设定的变化速度使发动机的生成扭矩恢复。
根据这样构成的本发明,在每单位时间的发动机的燃烧次数较少的情况下,增大发动机扭矩的恢复方向的变化速度,换句话说增大使发动机扭矩恢复时的每单位时间的扭矩的增加量,所以在车辆姿态控制的结束时能够迅速地使发动机扭矩恢复。因此,根据本发明,在每单位时间的发动机的燃烧次数较少的运转状态下,能够适当地抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。其结果,能够防止因发动机扭矩的恢复而前轮的转向力减少的定时、以及随着转向力的减少而打轮的反力减少的定时等出现延迟。
在本发明中,优选为,发动机具备多个气缸,能够进行使该多个气缸之中的一部分气缸的燃烧休止的减缸运转,多个气缸之中的使燃烧休止的气缸数越多,扭矩降低变化速度设定单元越大地设定发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度。
根据这样构成的本发明,能够基于在减缸运转下休止的气缸数(休止气缸数),判断每单位时间的发动机的燃烧次数,按照该休止气缸数来适当地设定发动机扭矩的恢复方向的变化速度。
在本发明中,优选为,车辆还具备检测发动机的转速的转速检测单元,发动机的转速越低,扭矩降低变化速度设定单元越大地设定发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度。
根据这样构成的本发明,能够基于当前的发动机转速,判断每单位时间的发动机的燃烧次数,适当地设定发动机扭矩的恢复方向的变化速度。
在本发明中,优选为,车辆还具有检测转向装置的转向角的转向角传感器,车辆姿态控制单元,作为结束条件,使用由转向角传感器检测的转向角的变化速度低于规定速度这一条件。
根据另一观点,为了达成上述目的,本发明是一种车辆的控制装置,该车辆具有:发动机;发动机控制机构,用于控制发动机的生成扭矩;以及车辆姿态控制单元,在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一条件成立时,控制发动机控制机构以使发动机的生成扭矩降低,从而执行产生车辆减速度的车辆姿态控制,在使该车辆姿态控制结束的规定的结束条件成立时,控制发动机控制机构,使发动机的生成扭矩恢复成车辆姿态控制的执行前的扭矩,该车辆的控制装置的特征在于,该车辆的控制装置还具有扭矩恢复变化速度设定单元,在每单位时间的发动机的燃烧次数为第1值的情况下,与每单位时间的发动机的燃烧次数为大于第1值的第2值的情况相比,扭矩恢复变化速度设定单元更大地设定发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度,车辆姿态控制单元控制所述发动机控制机构,以按照由扭矩恢复变化速度设定单元设定的变化速度使发动机的生成扭矩恢复。
根据这样构成的本发明,在每单位时间的发动机的燃烧次数较少的运转状态下,能够适当地抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。
根据另一观点,为了达成上述目的,本发明是一种车辆的控制装置,该车辆具有:发动机;发动机控制机构,用于控制发动机的生成扭矩;以及车辆姿态控制单元,在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一条件成立时,控制发动机控制机构以使发动机的生成扭矩降低,从而执行生成车辆减速度的车辆姿态控制,在使该车辆姿态控制结束的规定的结束条件成立时,控制发动机控制机构,使发动机的生成扭矩恢复成车辆姿态控制的执行前的扭矩,该车辆的控制装置的特征在于,发动机具备多个气缸,能够在减缸运转和全缸运转之间切换,在减缸运转下,使多个气缸之中的一部分气缸的燃烧休止,在全缸运转下,使多个气缸全部进行燃烧,车辆的控制装置还具有扭矩恢复变化速度设定单元,在发动机进行减缸运转的情况下,与发动机进行全缸运转的情况相比,扭矩恢复变化速度设定单元更大地设定发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度,车辆姿态控制单元控制发动机控制机构,以按照由扭矩恢复变化速度设定单元设定的变化速度使发动机的生成扭矩恢复。
根据这样构成的本发明,在减缸运转时,能够适当地抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。
发明的效果:
根据本发明的车辆的控制装置,按照每单位时间的发动机的燃烧次数来改变车辆姿态控制结束时的发动机扭矩的恢复方向的变化速度,从而适当地抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。
附图说明
图1是应用了本发明的实施方式的车辆的控制装置的发动机系统的概略构成图。
图2是本发明的实施方式的发动机的概略平面图。
图3是表示本发明的实施方式的车辆的控制装置的电路构成的框图。
图4是概念性地示出在本发明的实施方式中切换运转模式的发动机的运转区域的映射图。
图5是本发明的实施方式的发动机控制处理的流程图。
图6是决定本发明的实施方式的车辆姿态控制的开始阈值及结束阈值的映射图。
图7是本发明的实施方式的扭矩减小量决定处理的流程图。
图8是表示本发明的实施方式的目标附加减速度和转向速度的关系的映射图。
图9是用于修正本发明的实施方式的减速度的映射图。
图10是用于说明本发明的实施方式的车辆的控制装置的作用效果的时序图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式的车辆的控制装置。
<系统构成>
首先,参照图1~图3说明应用了本发明的实施方式的车辆的控制装置的发动机系统。图1是应用了本发明的实施方式的车辆的控制装置的发动机系统的概略构成图。图2是本发明的实施方式的发动机的概略平面图。图3是表示本发明的实施方式的车辆的控制装置的电路构成的框图。
如图1及图3所示,发动机系统100主要包括:供从外部导入的进气(空气)通过的进气通路1、使从该进气通路1供给的进气和从后述的燃料喷射阀13供给的燃料的混合气燃烧而产生车辆的动力的发动机10(具体地说是汽油发动机)、将通过该发动机10内的燃烧而产生的废气排出的排气通路25、检测与发动机系统100有关的各种状态的传感器30~40、以及对发动机系统100整体进行控制的PCM(Power-train Control Module)50。
在进气通路1中,从上游侧起依次设置有:将从外部导入的进气净化的空气滤清器3、对通过的进气的量(吸入空气量)进行调整的节流阀5、以及暂时储存向发动机10供给的进气的稳压箱7。
如图2所示,本实施方式的发动机10是具备以直线状排列的4个气缸2(2A~2D)的直列4缸型的发动机。该发动机10主要包括:将从进气通路1供给的进气向燃烧室11内导入的进气阀12、朝向燃烧室11喷射燃料的燃料喷射阀13、对供给至燃烧室11内的进气和燃料的混合气点火的火花塞14、通过混合气在燃烧室11内的燃烧而往复运动的活塞15、通过活塞15的往复运动而旋转的曲柄轴16、以及将由于混合气在燃烧室11内的燃烧而产生的废气向排气通路25排出的排气阀17。
设置于气缸2A~2D的各活塞15,曲柄角具有180°(180°CA)的相位差而进行往复运动。与此对应地,各气缸2A~2D中的点火时期设定为各偏离180°CA相位的定时。
本实施方式的发动机10是能够进行减缸运转的气缸休止发动机,该减缸运转指的是,使4个气缸2A~2D中的2个休止,使剩余2个气缸工作。
具体地说,从图2的左侧起,依次将气缸2A设为第1气缸、将气缸2B设为第2气缸、将气缸2C设为第3气缸、将气缸2D设为第4气缸,在使4个气缸2A~2D全部工作的全缸运转时,按照第1气缸2A→第3气缸2C→第4气缸2D→第2气缸2B的顺序进行点火。
此外,在减缸运转时,在点火顺序不连续的2个气缸(本实施方式中是第1气缸2A及第4气缸2D)中,禁止火花塞14的点火动作,在剩余2个气缸(即第3气缸2C及第2气缸2B)中,交替地进行点火。
此外,发动机10通过作为可变阀定时机构(Variable Valve Timing Mechanism)的可变进气阀机构18及可变排气阀机构19将进气阀12及排气阀17各自的动作定时(相当于阀的相位)可变地控制。作为可变进气阀机构18及可变排气阀机构19,可以应用公知的各种形式,例如能够使用电磁式或液压式的机构来使进气阀12及排气阀17的动作定时变化。
进而,发动机10具有在减缸运转时使第1气缸2A及第4气缸2D的进气阀12及排气阀17的开闭动作停止的阀停止机构20。该阀停止机构20例如设置在凸轮和阀之间,包含使凸轮的驱动力向阀的传递成为有效或无效的所谓空转机构。或者,阀停止机构20包含:具有使阀进行开闭动作的凸轮山的第1凸轮、使阀的开闭动作停止的第2凸轮这两种凸轮轮廓不同的凸轮、以及将第1及第2凸轮的某一个凸轮的工作状态选择性地传递给阀的所谓凸轮换挡机构凸轮换挡机构。
排气通路25主要设置有例如NOx催化剂或三元催化剂或氧化催化剂等具有废气净化功能的排气净化催化剂26a、26b。以下,不区分排气净化催化剂26a、26b的情况下,简记为“排气净化催化剂26”。
此外,发动机系统100中设置有检测与该发动机系统100有关的各种状态的传感器30~40。具体地说,这些传感器30~40如下。油门开度传感器30检测油门踏板的开度(相当于驾驶员踩下油门踏板的量)即油门开度。空气流量传感器31检测相当于通过了进气通路1的进气的流量的吸入空气量。节流阀开度传感器32检测节流阀5的开度即节流阀开度。压力传感器33检测被供给至发动机10的进气的压力即进气歧管压(进气歧管的压力)。曲柄角传感器34检测曲柄轴16的曲柄角。水温传感器35检测对发动机10进行冷却的冷却水的温度即水温。温度传感器36检测发动机10的气缸内的温度即缸内温度。凸轮角传感器37、38分别检测包含进气阀12及排气阀17的闭阀时期在内的动作定时。车速传感器39检测车辆的速度(车速)。转向角传感器40检测转向轮的旋转角度(转向角)。这些各种传感器30~40分别将与检测到的参数对应的检测信号S130~S140输出到PCM50。
PCM50基于从上述的各种传感器30~40输入的检测信号S130~S140,对发动机系统100内的构成要素进行控制。具体地说,如图3所示,PCM50向节流阀5供给控制信号S105,控制节流阀5的开闭时期和节流阀开度,向燃料喷射阀13供给控制信号S113,控制燃料喷射量和燃料喷射定时,向火花塞14供给控制信号S114,控制点火时期,向可变进气阀机构18及可变排气阀机构19分别供给控制信号S118、S119,控制进气阀12及排气阀17的动作定时,向阀停止机构20供给控制信号S120,控制第1气缸2A及第4气缸2D的进气阀12及排气阀17的开闭动作的停止/工作。另外,这些节流阀5、燃料喷射阀13、火花塞14、可变进气阀机构18及可变排气阀机构19分别相当于本发明中的“发动机控制机构”的一例。
在本实施方式中,PCM50具有以下的功能性的构成要素。首先,PCM50具有车辆姿态控制部51,该车辆姿态控制部51在车辆为行驶中、且与转向轮的转向角相关联的转向角关联值(典型地为转向速度)增大这一条件(车辆姿态控制开始条件/执行条件)成立时,通过使发动机扭矩降低而产生车辆减速度,执行用于控制车辆姿态的车辆姿态控制。该车辆姿态控制部51还在使车辆姿态控制结束的规定的条件(车辆姿态控制结束条件)成立时,控制发动机10以使发动机扭矩恢复成该车辆姿态控制执行前的扭矩。
此外,PCM50具有条件缓和部53,每单位时间的发动机10的燃烧次数越少,越缓和车辆姿态控制开始条件,并且越缓和车辆姿态控制结束条件。具体地说,条件缓和部53变更规定车辆姿态控制的开始条件的规定参数,以使得车辆姿态控制容易开始,并且变更规定车辆姿态控制的结束条件的规定参数,以使得车辆姿态控制容易结束。
此外,PCM50具有扭矩降低变化速度设定部55,该扭矩降低变化速度设定部55为,每单位时间的发动机10的燃烧次数越少,越大地设定车辆姿态控制的开始时的发动机扭矩的降低方向的变化速度,换句话说,越大地设定每单位时间的发动机扭矩的降低量。车辆姿态控制部51按照这样由扭矩降低变化速度设定部55设定的变化速度,控制发动机10以使发动机扭矩降低。此外,PCM50具有扭矩恢复变化速度设定部57,该扭矩恢复变化速度设定部57为,每单位时间的发动机10的燃烧次数越少,越大地设定车辆姿态控制的结束时的发动机扭矩的恢复方向的变化速度,换句话说,越大地设定使发动机扭矩恢复时的每单位时间的扭矩的增加量。车辆姿态控制部51按照这样由扭矩恢复变化速度设定部57设定的变化速度,控制发动机10以使发动机扭矩恢复。
这些PCM50的各构成要素由计算机构成,该计算机包括:CPU、在该CPU上编译执行的各种程序(包括OS等基本控制程序和在OS上启动并实现特定功能的应用程序)、以及用于存储程序和各种数据的ROM和RAM等内部存储器。
在此,参照图4说明在本发明的实施方式中分别进行减缸运转及全缸运转的运转区域。图4是概念性地示出在本发明的实施方式中切换运转模式的发动机的运转区域的映射图。图4中,横轴表示发动机转速,纵轴表示发动机负荷。如该图4所示,在发动机转速相对低且发动机负荷相对低的范围,设定进行减缸运转的减缸运转区域A,在除了该减缸运转区域以外的范围,设定进行全缸运转的全缸运转区域B。PCM50参照这样的映射图,判定发动机转速及发动机负荷包含在减缸运转区域A及全缸运转区域B的哪一个中,根据判定结果,控制第1气缸2A及第4气缸2D的进气阀12及排气阀17的开闭动作的停止/工作,以执行减缸运转及全缸运转的某一个。
<本实施方式的控制内容>
接下来,参照图5~图9,说明在本发明的实施方式中由车辆的控制装置进行的控制。
图5是本发明的实施方式的发动机控制处理的流程图。图6是决定本发明的实施方式的车辆姿态控制的开始阈值及结束阈值的映射图。图7是本发明的实施方式的扭矩减小量决定处理的流程图。图8是表示本发明的实施方式的目标附加减速度与转向速度的关系的映射图。图9是用于修正本发明的实施方式的减速度的映射图。
图5的发动机控制处理在车辆点火而发动机的控制装置被接入电源的情况下启动,并反复执行。此外,该发动机控制处理基本上在车辆行驶中执行。
发动机控制处理开始后,如图5所示,在步骤S1中,PCM50取得车辆的运转状态。具体地说,PCM50取得包括由油门开度传感器30检测的油门开度、由车速传感器39检测的车速、由转向角传感器40检测的转向角、以及车辆的自动变速器当前被设定的齿轮级等在内的、由上述的各种传感器30~40输出的检测信号S130~S140,作为运转状态。此外,PCM50基于发动机转速及发动机负荷,判断发动机10是在执行减缸运转及全缸运转中的哪一个运转模式,并取得该运转模式作为运转状态。这种情况下,PCM50参照图4的映射图来判断运转模式。
接着,在步骤S2中,PCM50基于包括在步骤S1中取得的油门踏板的操作在内的车辆的运转状态,设定目标加速度。具体地说,PCM50从对于各种车速及各种齿轮级规定的加速度特性映射图(预先制作并存储在存储器等)之中,选择与当前的车速及齿轮级对应的加速度特性映射图,参照所选择的加速度特性映射图,决定与当前的油门开度对应的目标加速度。
接着,在步骤S3中,PCM50决定用于实现步骤S2中决定的目标加速度的发动机10的基本目标扭矩。这种情况下,PCM50基于当前的车速、齿轮级、路面坡度、路面μ等,在发动机10能够输出的扭矩的范围内决定基本目标扭矩。
此外,与步骤S2~S3的处理并行地进行步骤S4~S6的处理。具体地说,PCM50基于发动机转速及运转模式(减缸运转或全缸运转),在步骤S4中决定规定车辆姿态控制开始条件的开始阈值,接着,在步骤S5中决定规定车辆姿态控制结束条件的结束阈值。这些开始阈值及结束阈值分别是在使车辆姿态控制开始及结束时用于判定转向角的变化速度的阈值(转向角的变化速度的判定自身在后述的扭矩减小量决定处理中进行)。在此,参照图6具体地说明开始阈值及结束阈值。
图6(a)是决定发动机转速(横轴)与开始阈值(纵轴)的关系的映射图,图6(b)是决定发动机转速(横轴)与结束阈值(纵轴)的关系的映射图。此外,在图6(a)及(b)中,曲线图G11、G21表示全缸运转下应用的映射图,曲线图G12、G22表示在减缸运转下应用的映射图。
如图6(a)所示,在本实施方式中,发动机转速越低,越将开始阈值设定为小的值。此外,在减缸运转下,与全缸运转相比,将开始阈值设定为更小的值。车辆姿态控制开始条件在转向角的变化速度为开始阈值以上的情况下成立,但是如果像这样减小开始阈值,则转向角的变化速度容易成为开始阈值以上,所以车辆姿态控制开始条件变缓和。在本实施方式中,在发动机转速较低的情况及减缸运转的情况下,即每单位时间的发动机10的燃烧次数较少的情况下,为了抑制车辆姿态控制开始时的扭矩降低的响应性变差,将开始阈值设定为小的值,缓和车辆姿态控制开始条件。
此外,如图6(b)所示,在本实施方式中,发动机转速越低,越将结束阈值设定为大的值。此外,在减缸运转下,与全缸运转相比,将结束阈值设定为更大的值。车辆姿态控制结束条件在转向角的变化速度小于结束阈值的情况下成立,但是如果像这样增大结束阈值,则转向角的变化速度容易变得小于结束阈值,所以车辆姿态控制结束条件变缓和。在本实施方式中,在发动机转速较低的情况及减缸运转的情况下,即每单位时间的发动机10的燃烧次数较少的情况下,为了抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差,将结束阈值设定为大的值,缓和车辆姿态控制结束条件。
另外,在图6(a)及图6(b)中,将发动机转速N1设定为,至少比怠速转速高的转速。此外,基本上在低于发动机转速N1的区域,不执行车辆姿态控制(因为执行车辆姿态控制几乎没有意义)。进而,将发动机转速N3设定为,在该转速以上即使根据发动机转速使开始阈值及结束阈值变化也不太能表现出效果的转速。例如,发动机转速N1是700~1200rpm左右,发动机转速N3是2800~3200rpm左右,处于N1、N3之间的发动机转速N2是1800~2200rpm左右。这里所称的发动机转速N1、N3对于后述的图9也同样地应用。
此外,在图6中,使开始阈值及结束阈值根据发动机转速而连续地变化,但是在另一例中,也可以使开始阈值及结束阈值根据发动机转速而阶梯式地变化。在1个例子中,根据发动机转速是低于规定转速还是规定转速以上,使开始阈值及结束阈值阶梯式地变化。
回到图5,在步骤S6中,PCM50基于由转向角传感器40检测到的转向轮的转向角,执行用于在上述的扭矩减小控制(车辆姿态控制)中决定扭矩减小量的扭矩减小量决定处理。该扭矩减小量决定处理的详细情况留待后述。
接着,在步骤S7中,PCM50从步骤S3中决定的基本目标扭矩减去步骤S6的扭矩减小量决定处理中决定的扭矩减小量,从而决定最终目标扭矩。
接着,进入步骤S8,PCM50决定用于使发动机10输出步骤S7中决定的最终目标扭矩的目标空气量及目标燃料量。在此,“空气量”指的是向发动机10的燃烧室11内导入的空气的量。另外,该空气量也可以使用无量纲化的填充效率。具体地说,PCM50计算对最终目标扭矩加上了摩擦损失和泵送损失导致的损失扭矩之后的目标图示扭矩,计算用于产生目标图示扭矩所需要的目标燃料量,基于该目标燃料量和目标当量比,决定目标空气量。
接着,在步骤S9中,PCM50为了向发动机10导入步骤S8中决定的目标空气量的空气,考虑空气流量传感器31检测到的空气量,决定节流阀5的开度和经由可变进气阀机构18的进气阀12的开闭时期。
接着,在步骤S10中,PCM50基于步骤S9中设定的节流阀开度及进气阀12的开闭时期,控制节流阀5及可变进气阀机构18,并且基于步骤S8中计算出的目标燃料量,控制燃料喷射阀13。
接着,在步骤S11中,PCM50基于步骤S7中决定的最终目标扭矩和通过步骤S9中的节流阀5及可变进气阀机构18的控制而实际导入到燃烧室11的实际空气量,设定点火时期以使发动机10输出最终目标扭矩,控制火花塞14以在该点火时期进行点火。在步骤S11之后,PCM50将发动机控制处理结束。
接着,说明图7所示的扭矩减小量决定处理。该扭矩减小量决定处理在图5的步骤S6中执行。
扭矩减小量决定处理开始后,在步骤S21中,PCM50判定当前是否未执行车辆姿态控制。其结果是未执行车辆姿态控制的情况下(步骤S21:是),进入步骤S22,PCM50判定车辆姿态控制开始条件是否成立。具体地说,PCM50判定转向角的变化速度(基于步骤S1中取得的转向角来计算转向速度即可)是否为图5的步骤S4中设定的开始阈值以上(还参照图6(a))。其结果是转向角的变化速度为开始阈值以上的情况下,即车辆姿态控制开始条件成立的情况下(步骤S22:是),进入步骤S23。与此相对,转向角的变化速度小于开始阈值的情况下,即车辆姿态控制开始条件不成立的情况下(步骤S22:否),处理结束。
接着,在步骤S23中,PCM50判定转向速度(转向角的变化速度)是否增加。其结果是转向速度增加的情况下(步骤S23:是),进入步骤S24,PCM50基于转向速度设定目标附加减速度。该目标附加减速度是为了准确地实现符合驾驶员意图的车辆举动而按照打轮操作应该向车辆附加的减速度。
基本上,PCM50基于图8的映射图所示的目标附加减速度和转向速度的关系,取得与当前的转向速度对应的目标附加减速度。在图8中,横轴表示转向速度,纵轴表示目标附加减速度。如图8所示,随着转向速度增大,该与转向速度对应的目标附加减速度逐渐接近规定的上限值(例如1m/s2)。具体地说,转向速度越增大,目标附加减速度越增大,并且其增大量的增加比例变小。
此外,在本实施方式中,PCM50基于发动机转速及运转模式(减缸运转或全缸运转),对这样的由图8的映射图决定的目标附加减速度进行修正。详细情况留待后述。
另一方面,步骤S23的判定的结果为转向速度未增加的情况下(步骤S23:否),即转向速度未减少或未变化的情况下,进入步骤S25。在步骤S25中,PCM50将上次处理中决定的附加减速度决定为本次处理中的附加减速度。
另一方面,步骤S21的判定的结果为已经在执行车辆姿态控制的情况下(步骤S21:否),进入步骤S26。在步骤S26中,PCM50判定车辆姿态控制结束条件是否成立。具体地说,PCM50判定转向角的变化速度是否小于图5的步骤S5中设定的结束阈值(还参照图6(b))。其结果是转向角的变化速度为结束阈值以上的情况下,即车辆姿态控制结束条件不成立的情况下(步骤S26:否),进入步骤S23。这种情况下,PCM50进行上述的步骤S23以后的处理,以继续车辆姿态控制。
与此相对,转向角的变化速度小于结束阈值的情况下,即车辆姿态控制结束条件成立的情况下(步骤S26:是),进入步骤S27。在步骤S27中,PCM50取得使上次处理中决定的附加减速度在本次处理中减少的量(减速度减少量)。在1个例子中,PCM50与目标附加减速度同样地使用图8所示的映射图,基于与转向速度相应的减少率,计算减速度减少量。在另一例中,PCM50基于预先存储在存储器等中的一定的减少率(例如0.3m/s3),计算减速度减少量。此外,在本实施方式中,PCM50基于发动机转速及运转模式(减缸运转或全缸运转),对这样计算出的减速度减少量进行修正。详细情况留待后述。
接着,在步骤S28中,PCM50从上次处理中决定的附加减速度减去步骤S27中取得的减速度减少量,从而决定本次处理中的附加减速度。
在步骤S24、S25或S28之后,在步骤S29中,PCM50基于步骤S24、S25或S28中决定的本次的附加减速度,决定扭矩减小量。具体地说,PCM50基于步骤S1中取得的当前的车速、齿轮级、路面坡度等,决定实现本次的附加减速度所需的扭矩减小量。该步骤S29之后,PCM50将扭矩减小量决定处理结束,返回主流程。
另外,在图7的步骤S24中决定目标附加减速度的情况下,在附加减速度的增大率处于规定的阈值(例如0.5m/s3)以下的范围内决定本次处理中的附加减速度即可。具体地说,在从上次处理中决定的附加减速度到本次处理的步骤S24中决定的目标附加减速度的增大率为阈值以下的情况下,PCM50将步骤S24中决定的目标附加减速度决定为本次处理中的附加减速度。另一方面,从上次处理中决定的附加减速度到本次处理的步骤S24中决定的目标附加减速度的变化率大于阈值的情况下,PCM50将从上次处理中决定的附加减速度到本次处理时为止比阈值更增大的值决定为本次处理中的附加减速度。
接着,参照图9说明本发明的实施方式中对目标附加减速度及减速度减少量进行修正的方法。图9(a)中,横轴表示发动机转速,纵轴表示用于修正目标附加减速度的修正值(附加减速度修正值)。此外,图9(b)中,横轴表示发动机转速,纵轴表示用于修正减速度减少量的修正值(减速度减少量修正值)。此外,在图9(a)和图9(b)中,曲线图G31、G41表示在全缸运转下应用的映射图,曲线图G32、G42表示在减缸运转下应用的映射图。
使用这样的修正值的修正,例如通过对目标附加减速度及减速度减少量乘以修正值来进行。在该例中,修正值(绝对值)越大,则越大地修正目标附加减速度及减速度减少量。越大地修正目标附加减速度意味着使车辆迅速地产生附加减速度,另一方面,越大地修正减速度减少量意味着使车辆产生的减速度迅速地减少,换句话说,意味着使车辆迅速地恢复到附加减速度之前的状态。
如图9(a)所示,在本实施方式中,发动机转速越低,越将附加减速度修正值设定为大的值。此外,在减缸运转下,与全缸运转相比,将附加减速度修正值设定为大的值。在本实施方式中,在发动机转速较低的情况下和减缸运转的情况下、即每单位时间的发动机10的燃烧次数较少的情况下,增大附加减速度修正值而增大目标附加减速度的变化速度,从而增大发动机扭矩的降低方向的变化速度,由此抑制车辆姿态控制开始时的扭矩降低的响应性变差。
此外,如图9(b)所示,在本实施方式中,发动机转速越低,越将减速度减少量修正值设定为大的值。此外,在减缸运转下,与全缸运转相比,将减速度减少量修正值设定为大的值。在本实施方式中,发动机转速较低的情况下和减缸运转的情况下、即每单位时间的发动机10的燃烧次数较少的情况下,增大减速度减少量修正值而增大减速度减少量的变化速度,从而增大发动机扭矩的恢复方向的变化速度,由此抑制车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。
另外,在图9中,使附加减速度修正值及减速度减少量修正值按照发动机转速连续地变化,但是在另一例中,也可以按照发动机转速使附加减速度修正值及减速度减少量修正值阶梯式地变化。在1个例子中,根据发动机转速是小于规定转速还是规定转速以上,使附加减速度修正值及减速度减少量修正值阶梯式地变化。
<作用效果>
接着,参照图10说明本发明的实施方式的车辆的控制装置的作用效果。图10是表示搭载有本发明的实施方式的车辆的控制装置的车辆在通过转向轮的操作来进行转弯的情况下的、与发动机控制有关的参数的时间变化的时序图。在此,例示了车辆右转的状况。此外,发动机转速较低且发动机10进行减缸运转。
图10(a)是表示进行右转的车辆的转向角的变化的线图。图10(a)中的横轴表示时间,纵轴表示转向角。如图10(a)所示,向右的转向开始后,通过进行渐打轮操作,向右的转向角逐渐增大,向右的转向角成为最大。然后,转向角大致保持一定。
图10(b)是表示如图10(a)所示进行右转的车辆的转向速度的变化的线图。图10(b)中的横轴表示时间,纵轴表示转向速度。车辆的转向速度通过车辆的转向角的时间微分来表示。即,如图10(b)所示,开始向右的转向后,产生向右的转向速度,之后转向速度大体保持一定。然后,向右的转向速度减少,向右的转向角成为最大后,转向速度成为0。进而,在保持向右的转向角的期间,转向速度维持为0。
图10(c)是表示基于图10(b)所示的转向速度决定的附加减速度的变化的线图。图10(c)中的横轴表示时间,纵轴表示附加减速度。在图10(c)中,实线表示本发明的实施方式中应用的附加减速度,虚线表示比较例中应用的附加减速度(后述的图10(d)~(f)也同样)。
在比较例中,使用一定的开始阈值及结束阈值,判定车辆姿态控制的开始及结束并使附加减速度变化,并且仅基于转向速度来决定附加减速度(例如仅使用图8的映射图来决定附加减速度)。另一方面,在本实施方式中,基于发动机转速及运转模式(减缸运转或全缸运转)使开始阈值及结束阈值变化,判定车辆姿态控制的开始及结束并使附加减速度变化,并且与比较例同样地基于发动机转速及运转模式(减缸运转或全缸运转)来对基于转向速度决定的附加减速度。
基本上,PCM50在转向角的变化速度为开始阈值以上这一车辆姿态控制开始条件成立时,开始车辆姿态控制而使附加减速度(绝对值)开始增大。这时,在本实施方式中,PCM50按照发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,将开始阈值设定为小的值(参照图6(a))。因此,在不使开始阈值变化的比较例中,附加减速度的增大在时刻t2开始,但是根据本实施方式,在比该比较例的时刻t2更早的时刻t1开始附加减速度的增大。
此外,PCM50基本上参照图8所示的映射图来决定与转向速度相应的目标附加减速度。这时,在本实施方式中,PCM50按照发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,将用于修正目标附加减速度的修正值(附加减速度修正值)设定为大的值(参照图9(a)),使用该附加减速度修正值对目标附加减速度进行修正。因此,根据本实施方式,与不对与转向速度相应的目标附加减速度进行修正的比较例相比,附加减速度增大时的变化速度(变化率/斜率)变大(参照图10(c)的实线及虚线)。
然后,PCM50在转向速度大体成为一定时,保持附加减速度。然后,PCM50在转向角的变化速度低于结束阈值这一车辆姿态控制结束条件成立时,使附加减速度(绝对值)开始减少,以结束车辆姿态控制。这时,在本实施方式中,PCM50按照发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,将结束阈值设定为大的值(参照图6(b))。因此,在不使结束阈值变化的比较例中,附加减速度的减少在时刻t4开始,但是根据本实施方式,附加减速度的减少在比该比较例的时刻t3更早的时刻t4开始(参照图10(c)的实线及虚线)。
此外,PCM50基本上参照规定的映射图等来决定与转向速度相应的减速度减少量。这时,在本实施方式中,PCM50按照发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,将用于修正减速度减少量的修正值(减速度减少量修正值)设定为大的值(参照图9(b)),使用该减速度减少量修正值对减速度减少量进行修正。因此,根据本实施方式,与不修正减速度减少量的比较例相比,附加减速度减少时的变化速度(变化率/斜率)变大(参照图10(c)的实线及虚线)。
图10(d)是表示基于图10(c)所示的附加减速度决定的扭矩减小量的变化的线图。图10(c)中的横轴表示时间,纵轴表示扭矩减小量。PCM50基于当前的车速、齿轮级、路面坡度等参数,决定实现附加减速度所需的扭矩减小量。因此,这些参数为一定的情况下,扭矩减小量被决定为,在本实施方式及比较例中分别与图10(c)所示的附加减速度的变化同样地变化(参照图10(d)的实线及虚线)。
图10(e)是表示基于基本目标扭矩和扭矩减小量决定的最终目标扭矩的变化的线图。图10(e)中的横轴表示时间,纵轴表示扭矩。PCM50从基本目标扭矩(在此,基本目标扭矩大体为一定)减去扭矩减小量决定处理中决定的扭矩减小量,从而决定最终目标扭矩。由此,本实施方式及比较例中,图10(d)所示的扭矩减小量的变化分别被反映到最终目标扭矩(参照图10(e)的实线及虚线)。
图10(f)表示在如图10(a)所示进行转向的车辆中、进行发动机10的控制以实现最终目标扭矩的情况下车辆中产生的横摆角速度(实际横摆角速度)的变化。图10(f)中的横轴表示时间,纵轴表示横摆角速度。
基本上,随着向右的转向开始而向右的转向速度增大,使扭矩减小量增大,然后作为车辆的转向轮的前轮的载荷增加。其结果,前轮与路面之间的摩擦力增加,前轮的转向力增大,车辆的回转性能提高。然后,将扭矩减小量维持为最大值,在继续转向的期间,对前轮附加的载荷被维持,保持车辆的回转性能。然后,扭矩减小量平缓地减少,所以随着转向结束,对前轮附加的载荷逐渐减小,使前轮的转向力减少,从而使车体稳定,使发动机10的输出扭矩恢复。
在此,在车辆姿态控制开始时,根据本实施方式,与比较例相比,附加减速度的增大迅速地开始(即扭矩减小迅速地开始),并且附加减速度增大时的变化速度较大(即扭矩减小的变化速度较大),所以实际横摆角速度迅速地开始上升,并且实际横摆角速度开始上升时的变化速度变大(参照图10(f)的实线及虚线)。由于是发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,所以在未考虑这样的运转状态的比较例中,基于“发明所要解决的课题”中陈述的理由,车辆姿态控制开始时的扭矩减小的响应性可能会变差,实际横摆角速度的上升有滞后的倾向。与此相对,根据本实施方式,考虑发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,减小车辆姿态控制的开始阈值,并且修正为附加减速度增大时的变化速度变大,所以能够改善车辆姿态控制开始时的扭矩减小的响应性变差,使实际横摆角速度迅速地上升。
此外,在车辆姿态控制结束时,根据本实施方式,与比较例相比,附加减速度的减少迅速地开始(即扭矩恢复迅速地开始),附加减速度减少时的变化速度较大(即扭矩恢复的变化速度大),所以实际横摆角速度迅速地开始减少,并且实际横摆角速度开始减少时的变化速度变大(参照图10(f)的实线及虚线)。由于是发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,所以在未考虑这样的运转状态的比较例中,基于“发明所要解决的课题”中陈述的理由,车辆姿态控制开始时的扭矩减小的响应性可能会变差,实际横摆角速度的上升有滞后的倾向。与此相对,根据本实施方式,考虑发动机转速较低且发动机10进行减缸运转这一运转状态,增大车辆姿态控制的结束阈值,并且修正为附加减速度减少时的变化速度(恢复速度)变大,所以能够改善车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差,使实际横摆角速度迅速地减少。
<变形例>
在上述的实施方式中,将本发明应用于仅具有减缸运转及全缸运转这两个运转模式的发动机10(4气缸发动机)。在该发动机10中,减缸运转的运转模式只是使气缸2A~2D中的2个休止、使剩余2个工作的模式。在另一例子中,本发明也可以应用于作为减缸运转具有2个以上运转模式的发动机。例如,在6气缸发动机,除了使6个气缸全部工作的全缸运转的模式之外,作为运转模式还能够实现使2个气缸休止而使剩余4个气缸工作的模式、使3个气缸休止而使剩余3个气缸工作的模式这两种减缸运转的模式。
对于作为减缸运转具有2个以上运转模式的发动机应用本发明的情况下,休止的气缸数越多,越进行车辆姿态控制开始条件(执行条件)的缓和及车辆姿态控制结束条件的缓和即可。即,休止的气缸数越多,越将开始阈值设定为小的值,并且越将结束阈值设定为大的值即可。此外,休止的气缸数越多,越大地设定发动机扭矩的降低方向的变化速度、并且越大地设定发动机扭矩的恢复方向的变化速度即可。即,休止的气缸数越多,越将附加减速度修正值设定为大的值,并且将附加减速度修正值设定为大的值即可。
在上述的实施方式中,执行车辆姿态控制开始条件(执行条件)的缓和及车辆姿态控制结束条件的缓和,但是不限于执行这些缓和。即使不缓和车辆姿态控制结束条件,如果在车辆姿态控制的结束时较大地设定发动机扭矩的恢复方向的变化速度,则能够充分地改善车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性变差。具体地说,每单位时间的发动机10的燃烧次数较少的情况下,如果不缓和车辆姿态控制结束条件,则与燃烧次数较多的情况相比,车辆姿态控制的结束有滞后(详细地说是用于结束车辆姿态控制的控制滞后)的倾向,但是即使像这样车辆姿态控制的结束滞后,如果增大发动机扭矩的恢复方向的变化速度,则能够迅速地追上车辆姿态控制的结束未滞后的情况下的发动机扭矩,能够确保车辆姿态控制结束时的扭矩恢复的响应性。
此外,在上述的实施方式中,在车辆姿态控制的开始时较大地设定发动机扭矩的降低方向的变化速度,并且在车辆姿态控制的结束时较大地设定发动机扭矩的恢复方向的变化速度,但是也可以在车辆姿态控制的开始时不较大地设定发动机扭矩的减小方向的变化速度。
在上述的实施方式中,基于转向角及转向速度来执行车辆姿态控制,但是在另一例中,也可以取代转向角及转向速度,而基于横摆角速度或横加速度来执行扭矩减小控制。这些转向角、转向速度、横摆角速度及横加速度是本发明中的“转向角关联值”的一例。
符号的说明:
1 进气通路
2(2A~2D) 气缸
5 节流阀
10 发动机
13 燃料喷射阀
14 火花塞
18 可变进气阀机构
20 阀停止机构
30 油门开度传感器
39 车速传感器
50 PCM
51 车辆姿态控制部
53 条件缓和部
55 扭矩降低变化速度设定部
57 扭矩恢复变化速度设定部
100 发动机系统
Claims (6)
1.一种车辆的控制装置,该车辆具有:
发动机;
发动机控制机构,用于控制所述发动机的生成扭矩;以及
车辆姿态控制单元,在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一条件成立时,控制所述发动机控制机构以使所述发动机的生成扭矩降低,从而执行产生车辆减速度的车辆姿态控制,在使该车辆姿态控制结束的规定的结束条件成立时,控制所述发动机控制机构,使所述发动机的生成扭矩恢复成所述车辆姿态控制的执行前的扭矩,
该车辆的控制装置的特征在于,
该车辆的控制装置还具有扭矩恢复变化速度设定单元,每单位时间的所述发动机的燃烧次数越少,所述扭矩恢复变化速度设定单元越大地设定所述发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度,
所述车辆姿态控制单元,控制所述发动机控制机构,以按照由所述扭矩恢复变化速度设定单元设定的所述变化速度使所述发动机的生成扭矩恢复。
2.如权利要求1所述的车辆的控制装置,
所述发动机具备多个气缸,能够进行使该多个气缸之中的一部分气缸的燃烧休止的减缸运转,
所述多个气缸之中的使燃烧休止的气缸数越多,所述扭矩降低变化速度设定单元越大地设定所述发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度。
3.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置,
所述车辆还具备检测所述发动机的转速的转速检测单元,
所述发动机的转速越低,所述扭矩降低变化速度设定单元越大地设定所述发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度。
4.如权利要求1~3所述的车辆的控制装置,
所述车辆还具有检测所述转向装置的转向角的转向角传感器,
所述车辆姿态控制单元,作为所述结束条件,使用由所述转向角传感器检测的转向角的变化速度低于规定速度这一条件。
5.一种车辆的控制装置,该车辆具有:
发动机;
发动机控制机构,用于控制所述发动机的生成扭矩;以及
车辆姿态控制单元,在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一条件成立时,控制所述发动机控制机构以使所述发动机的生成扭矩降低,从而执行产生车辆减速度的车辆姿态控制,在使该车辆姿态控制结束的规定的结束条件成立时,控制所述发动机控制机构,使所述发动机的生成扭矩恢复成所述车辆姿态控制的执行前的扭矩,
该车辆的控制装置的特征在于,
该车辆的控制装置还具有扭矩恢复变化速度设定单元,在每单位时间的所述发动机的燃烧次数为第1值的情况下,与每单位时间的所述发动机的燃烧次数为大于所述第1值的第2值的情况相比,所述扭矩恢复变化速度设定单元更大地设定所述发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度,
所述车辆姿态控制单元控制所述发动机控制机构,以按照由所述扭矩恢复变化速度设定单元设定的所述变化速度使所述发动机的生成扭矩恢复。
6.一种车辆的控制装置,该车辆具有:
发动机;
发动机控制机构,用于控制所述发动机的生成扭矩;以及
车辆姿态控制单元,在车辆为行驶中、且与转向装置的转向角相关联的转向角关联值增大这一条件成立时,控制所述发动机控制机构以使所述发动机的生成扭矩降低,从而执行生成车辆减速度的车辆姿态控制,在使该车辆姿态控制结束的规定的结束条件成立时,控制所述发动机控制机构,使所述发动机的生成扭矩恢复成所述车辆姿态控制的执行前的扭矩,
该车辆的控制装置的特征在于,
所述发动机具备多个气缸,能够在减缸运转和全缸运转之间切换,在所述减缸运转下,使所述多个气缸之中的一部分气缸的燃烧休止,在所述全缸运转下,使多个气缸全部进行燃烧,
所述车辆的控制装置还具有扭矩恢复变化速度设定单元,在所述发动机进行所述减缸运转的情况下,与所述发动机进行所述全缸运转的情况相比,扭矩恢复变化速度设定单元更大地设定所述发动机的生成扭矩的恢复方向的变化速度,
所述车辆姿态控制单元控制所述发动机控制机构,以按照由所述扭矩恢复变化速度设定单元设定的所述变化速度使所述发动机的生成扭矩恢复。
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