JP2001073823A - ディーゼルエンジン搭載車両用駆動力制御装置 - Google Patents
ディーゼルエンジン搭載車両用駆動力制御装置Info
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Abstract
置において、加速時の駆動力不足を解消する。 【解決手段】 コントローラ3は、目標とする駆動力が
得られるように目標エンジントルクと目標エンジン回転
数を演算し、これらが実現されるようにエンジン1の燃
料噴射量と変速機2の変速比を制御するが、加速時の過
給遅れ等により、エンジントルクが目標エンジントルク
に到達せず駆動力が不足する場合は、目標エンジン回転
数を大側に補正する。これにより、加速時の駆動力の不
足が解消され、車両の運転性を向上させることができ
る。
Description
搭載車両の駆動力を制御する駆動力制御装置に関する。
セル操作量に基づき目標駆動力を設定し、この目標駆動
力が得られるようにエンジンと変速機を制御する駆動力
制御装置が開示されている。
においては、目標エンジントルクと目標変速比を演算す
る際に、エンジンの燃費最適ライン(燃料消費率最小)
をトレースするようにロジックを構成することにより、
所望の目標駆動力を最適燃費で実現することができる。
駆動力制御装置を搭載した車両において、加速時におい
ても最適燃費を維持するには、エンジンの発生するトル
クが最大のときに燃費が最も良くなることから目標エン
ジントルクを最大トルクに設定し、エンジントルク最大
で加速する必要がある。
ジンの場合、加速開始直後は過給遅れによりエンジント
ルクが最大とならず(目標エンジントルクに到達せ
ず)、目標とする駆動力が得られないという問題があっ
た。燃料噴射量の増大補正によりエンジントルクを増大
させて駆動力不足を補うことも考えられるが、ディーゼ
ルエンジンではスモーク低減の観点から運転状態に応じ
て燃料の最大噴射量が制限されているため、上記駆動力
不足を十分に補うことができなかった。
たものであり、ディーゼルエンジン搭載車両の駆動力制
御装置において、加速時の駆動力不足を解消することを
目的とする。
ル操作量に基づき目標駆動力を設定する手段と、目標駆
動力が得られるように目標エンジントルクと目標エンジ
ン回転数を演算する手段と、演算された目標エンジント
ルクと目標エンジン回転数が実現されるようにエンジン
の燃料噴射量と変速機の変速比を制御する手段とを備え
たディーゼルエンジン搭載車両の駆動力制御装置におい
て、運転状態に基づき前記エンジンが発生可能なトルク
を演算する手段と、前記目標エンジントルクと発生可能
トルクとの差分に基づき駆動力の不足分を演算する手段
と、前記駆動力不足分に応じてエンジンの目標回転数を
増大補正する手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
空気量とエンジン回転数に応じて燃料の最大噴射量を設
定する手段を備え、最大噴射量に基づき前記エンジン発
生可能トルクを演算するように構成したことを特徴とす
るものである。
燃料圧力となるように燃料圧力を制御する手段と、実際
の燃料圧力を検出する手段とを備え、実際の燃料圧力と
目標燃料圧力との差分に応じて前記最大噴射量を増大補
正するように構成したことを特徴とするものである。
最大噴射量の増大補正に対応して目標燃料圧力を増大補
正するように構成したことを特徴とするものである。
燃料圧力となるように燃料圧力を制御する手段と、前記
駆動力不足分に応じて目標燃料圧力を増大補正するよう
に構成したことを特徴とするものである。
に応じた目標駆動力が得られるように目標エンジントル
クと目標エンジン回転数が演算され、これらが実現され
るようにエンジンの燃料噴射量と変速機の変速比が制御
されるが、加速時の過給遅れ等により、エンジントルク
が目標エンジントルクに到達せず駆動力が不足する場合
は、目標エンジン回転数が大側に補正される。これによ
り、加速時の駆動力の不足が解消され、車両の運転性を
向上させることができる。特に、燃費最適ラインをトレ
ースするように構成された駆動力制御装置に適用した場
合、燃費と運転性を両立させることができる。
エンジン回転数に応じて燃料の最大噴射量(スモークリ
ミット)が設定され、この最大噴射量に基づきエンジン
の発生可能トルクが演算される。
圧)が高ければ燃料噴射量が多くてもスモークの発生は
抑えられるので、第3の発明では実際の燃料圧力と目標
燃料圧力の差分に応じて最大噴射量が増大補正される。
トルクが小さく演算されるため、上記駆動力不足を補う
際のエンジン回転数の補正量が大きくなって騒音や振動
の原因となるが、このようにスモークの発生が抑えられ
る範囲で最大噴射量を増大補正することにより、騒音や
振動が増大を抑えることができる。
の増大補正に対応して目標燃料圧力が増大補正されるの
で、第3の発明によって最大噴射量が増大補正されても
その後のスモークの発生は十分に抑えられる。
分に応じてエンジン回転数が大側に補正されると目標燃
料圧力も大側に補正される。これにより、第4の発明と
同様にスモークの発生を効果的に抑えることができる。
て添付図面を参照しながら説明する。
たディーゼルエンジン搭載車両の概略構成を示し、1は
エンジン、2は無段変速機、3はそれらを制御するコン
トローラである。
ンジンで、燃料の噴射時期、噴射量、噴射圧を高精度で
制御可能なコモンレール式燃料噴射システムを備える。
コモンレール式燃料噴射システムは、インジェクター4
と、サプライポンプ5と、コモンレール6とで構成され
る。サプライポンプ5で作られた高圧燃料はコモンレー
ル6を介して各インジェクター4に分配され、燃料噴射
量および噴射時期の制御は各インジェクター4を制御す
ることにより行われる。
力)rPrailを検出するコモンレール圧センサ7、エンジ
ン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ8、吸入空
気量に応じた電圧Usを出力するエアフローメータ9、冷
却水温Twnを検出する水温センサ10等の各種センサが
取り付けられており、それらの出力信号はコントローラ
3に入力される。
構、トルクコンバータを備えたベルト式無段変速機であ
り、プーリーの溝幅を変更することで変速比を無段階に
変更することができる。なお、変速機2は他の方式の無
段変速機、例えば、トロイダル型無段変速機であっても
よい。
ン回転数Ntを検出するタービン回転数センサ11、変速
機出力軸の回転数を検出する出力回転数Nout(=車速VSP)
を検出する出力回転数センサ12等の各種センサが取り
付けられており、それらの出力信号はコントローラ3に
入力される。変速機2の変速比rGは、タービン回転数Nt
に対する出力回転数Noutの比(Nt/Nout)として演算する
ことができる。
ペダル踏み込み量を検出するアクセル操作量センサ1
3、アクセルペダルが離されていることを検出するアイ
ドルスイッチ14等のセンサが取り付けられており、そ
れらの出力信号もコントローラ3に入力される。
Oインターフェース等で構成され、入力された各種信号
に基づき車両運転状態、エンジン状態等を判断し、エン
ジン1及び変速機2を統括して制御する。特に、コント
ローラ3は、運転者のアクセル操作量に基づき運転者が
要求する駆動力(目標駆動力)tFdを演算し、この目標
駆動力tFdが実現されるよう目標エンジントルクtTeと目
標エンジン回転数tNeを演算し、エンジン1の燃料噴射
量Qsol、変速機2の変速比rG等を制御する(駆動力制
御)。なお、このときコントローラ3は、エンジン1の
燃費が最適となるように目標エンジントルクtTeと目標
エンジン回転数tNeを演算するものとする。
するためには目標エンジントルクを最大トルクに設定
し、最大エンジントルクを維持する必要があるが、過給
機付きエンジンの場合、加速開始直後は過給遅れにより
最大エンジントルクとならず(目標エンジントルクに到
達せず)、目標とする駆動力が得られなくなる。
ルクtTeと実際にエンジン1が発生可能なトルクpTeとの
差分に基づき駆動力の不足分dFdを演算し、その駆動力
不足分dFdに応じて目標エンジン回転数tNeを増大補正
し、駆動力が不足するのを防止する。
メインルーチンを示す。
S1でアクセル操作量ACC、車速VSPに基づき目標とする
駆動力tFdが演算される。
により演算される。図3に示すサブルーチンでは、ステ
ップS31でアクセル操作量ACC、車速VSPが読み込ま
れ、ステップS32でこれらに基づき目標駆動力tFdが
検索される。目標駆動力tFdは図4に示すマップを検索
して設定され、アクセル操作量ACCが大きいほど大きな
目標駆動力tFdが設定される。
ると、今度は目標エンジン回転数の基本値tNinbが演算
される(図2のステップS2)。
すサブルーチンにより演算される。図5に示すサブルー
チンでは、ステップS51で目標駆動力tFd、車速VSPが
読み込まれ、ステップS52でこれらに基づき基本目標
エンジン回転数Ninbが検索される。基本目標エンジン回
転数Ninbは図6に示すマップを検索して設定され、車速
VSPが高いほど、また、目標駆動力tFdが大きいほど基本
目標エンジン回転数Ninbは高く設定される。
nbが演算されると、今度は目標エンジントルクtTeが演
算される(図2のステップS3)。
ルーチンにより演算される。これによると、ステップS
71で目標駆動力tFd、実変速比rG(=Nt/Nout)、エンジ
ン回転数Ne、タービン回転数Ntが読み込まれ、ステップ
S72で図8に示すテーブルからエンジン回転数Neとタ
ービン回転数Ntの比に基づきトルク比Tratioが演算され
る。トルク比Tratioはトルクコンバータのトルク増大分
を表す。
は定数で、タイヤ径、ファイナルギヤ比により決まる値
である。
演算されると、今度はエンジン1が実際に発生可能なト
ルクpTeが演算される(図2のステップS4)。
チンにより演算される。これによると、ステップS91
で燃料の最大噴射量Qful、エンジン回転数Neが読み込ま
れ、ステップS92でこれらに基づき発生可能トルクpT
eが演算される。発生可能トルクpTeは図10に示すマッ
プを参照して演算され、エンジン回転数Neが低いほど、
また、最大噴射量Qfulが大きいほど大きな発生可能トル
クpTeが演算される。
スモーク(黒煙)の発生を抑えるべく燃料噴射量の上限
を規定するものであり、図23に示すルーチンにより演
算される。このルーチンは所定時間毎、例えばREF信
号周期で実行される。
は、まずステップS231でエンジン回転数Neが読み込
まれ、ステップS232で図24に示すテーブルを検索
して限界空気過剰率Klambが演算される。そして、ステ
ップS233ではシリンダ吸入空気量Qacが読み込ま
れ、ステップS234で次式(2)、 Qful=Qac/Klamb/14.7 ・・・・・(2) により燃料の最大噴射量Qfulが演算される。
吸入空気量Qacは図25に示すルーチンにより演算され
る。このルーチンも所定時間毎に実行され、例えば、R
EF信号周期で実行される。
チンでは、まずステップS251でエンジン回転数Neが
読み込まれ、ステップS252でエアフローメータ検知
流量Qas0を用いて次式(3)、 Qac0=Qas0/(Ne×KC) ・・・・・(3) により1気筒あたりの吸入空気量Qac0が演算される。エ
アフローメータ検知流量Qas0は後述するようにエアフロ
ーメータ9の出力電圧Usに基づき演算される。KCは定数
(エンジン1のシリンダ数)である。
理が行われる。これはエアフローメータからコレクタ入
り口までの輸送遅れ処理であり、この結果をQacn(コレ
クタ入り口空気量)とする。
表される一次遅れ処理、 Qac=Qacn-1×(1−KV)+Qacn×KV ・・・・・(4) が行われ、シリンダ吸入空気量Qacが演算される。この
一次遅れ処理はコレクタ内のダイナミクス演算相当を行
う処理である。
メータ検知流量Qas0は図26に示すルーチンにより演算
される。このルーチンも所定時間毎に実行され、例えば
4msec毎に実行される。
アフローメータ9の出力電圧Usが読み込まれ、ステップ
S262で図27に示すテーブルを用いて出力電圧Usが
吸入空気量Qas0_dに変換される。そして、ステップS2
63で吸気脈動をキャンセルするため吸入空気量Qas0_d
に加重平均処理を施しアフローメータ検知流量Qas0が演
算される。
eが演算されると、今度は駆動力不足分dFdが演算される
(図2のステップS5)。
ブルーチンにより行われる。これによると、まずステッ
プS111で基本目標エンジン回転数tNinb、目標エン
ジントルクtTe、エンジン発生可能トルクpTeが読み込ま
れ、ステップS112で次式(5)、 dFd=(tTe−pTe)×tNin ・・・・・(5) により駆動力不足分dFdが演算される。そして、ステッ
プS113で駆動力不足分dFdをゼロ以上に制限し(例
えば、演算された不足駆動力dFdがゼロ以下になった場
合はゼロとする)、処理を終了する。
れると、今度は目標エンジン回転数tNinが設定される
(図2のステップS6)。
示すサブルーチンにより行われる。図12に示すサブル
ーチンでは、まず、ステップS121で駆動力不足分dF
d、発生可能エンジントルクpTe、基本目標エンジン回転
数tNinbが読み込まれる。
次式(7)、 tNin=tNinb+dNin ・・・・・(7) により目標エンジン回転数tNinが演算される。
演算したら、今度はエンジン制御パラメータ(燃料噴射
量Qsol、噴射時期IT等)の設定が行われる(図2のステ
ップS7)。
示すサブルーチンにより行われる。なお、図13は燃料
噴射関係の設定のみを示し、他のパラメータは適宜以下
に定まる値を選択して設定に使用するものとする。
テップS131で目標エンジントルクtTe、最大噴射量Q
ful、エンジン回転数Neが読み込まれる。そして、ステ
ップS132で目標エンジントルクtTe、エンジン回転
数Neから図14に示すマップを検索してトルク制御噴射
量Qdrvが設定される。目標エンジントルクtTeが大きい
ほど、また、エンジン回転数Neが高いほどトルク制御噴
射量Qdrvは大きく設定される。
Qdrvにアイドル制御時噴射量Qiscを加えて目標燃料噴射
量tQfとする。アイドル制御時噴射量Qiscは図28に示
すルーチンにより演算される。
ーチンでは、まずステップS281で現在アイドルスイ
ッチ13がオンか否か、すなわちアクセルペダルが離さ
れているか否かが判定され、アクセルペダルが離されて
いれば(IDLE=ON)、ステップS282へ進み、アクセル
ペダルが踏み込まれていれば(IDLE=OFF)、ステップS2
86へ進む。
車速(VSPI#)未満か否かが判定され、所定値VSPI#未満
であればステップS283へ進み、所定値VSPI#以上で
あればステップS286へ進む。
アイドル目標回転数Nsetとの差が所定の低回転数(DNEI
#)未満か否かが判定され、所定値DNEI#未満であればス
テップS284へ、所定値DNEI#以上であればステップ
S286へ進む。
ントロール(以下ISC)状態フラグfiscが1にセット
され、ステップS285でエンジン回転数Neが目標回転
Nsetとなるように燃料噴射量をフィードバック制御(P
ID制御)され、その噴射量がQiscとされる。
件不成立として進んだステップS286では、前回IS
C状態であったか否かが判定される。そして、ISC状
態であればステップS287へ進み、ISC状態でなけ
ればステップS288へ進む。ステップS287ではI
SC制御時の最終の噴射量QiscをQisciとし、ステップ
S288ではISC状態フラグfiscをゼロとする。
cが図31に示すテーブルを検索して設定され、ステッ
プS290で次式(8)、 Qisc=Qisci×Kqisc ・・・・・(8) によりアイドル制御時噴射量Qiscが演算される。
に示すルーチンにより設定され、そのステップS291
ではエンジン水温Twnが読み込まれ、ステップS292
では図30に示すテーブルを検索して目標アイドル回転
数Nsetが設定される。
を演算したら図13に戻り、ステップS134で目標噴
射量tQfと最大噴射量Qfulのうち小さい方が選択されて
最終噴射量Qsolとされる。
量Qsolとエンジン回転数Neから図15、図16に示すマ
ップが検索され、それぞれ燃料噴射時期IT、目標レール
圧tPrailが設定される。燃料噴射時期ITはエンジン回転
数Neが高いほど、また、最終噴射量Qsolが多いほど進角
され、レール圧tPrailはエンジン回転数Neが高いほど、
また、最終噴射量Qsolが多いほど高く設定される。
アクセルペダル操作量に基づき目標駆動力を演算し、こ
の目標駆動力が実現されるように目標エンジントルクと
目標エンジン回転数を演算する。
現されるようにエンジン1の燃料噴射量を制御するとと
もに、目標エンジン回転数が実現されるように変速機3
の変速比を制御する。このとき目標エンジントルクと目
標エンジン回転数は燃費最適ラインをトレースするよう
に演算されるので、車両は所望の目標駆動力を最適燃費
で実現することができる。
あるため、加速開始直後は過給遅れにより目標エンジン
トルク(=最大トルク)が達成されない。しかしなが
ら、この場合にはコントローラ3は目標エンジントルク
と実際にエンジン1が発生可能なトルクとの差分を演算
し、演算した差分に応じて目標エンジン回転数を大側に
補正する。具体的には、変速機2の変速比を大側(Lo
w側)に変更する。
れ、加速時の過給遅れに伴い駆動力不足が生じて運転者
が加速不良を感じるのを防止できる。なお、この際、エ
ンジン1の動作点(出力トルク及び回転数)が燃費最適
ラインから多少ずれるが、過給遅れが解消するにつれ燃
費最適ライン上に復帰するので燃費に与える影響は少な
い。
ン1の動作点の燃費最適ラインからのずれを抑えつつ加
速時の駆動力不足を解消することができ、燃費と運転性
を両立させることができる。
えないようにエンジン1の燃料噴射量を制御するととも
に、燃料噴射量、エンジン回転数が増大するにつれて燃
料噴射圧を高く設定するので(図16)、スモークの発
生を十分低いレベルに抑えることができる。
する。
るためのサブルーチンの別の例であり、図9に示したサ
ブルーチンに代えて実行されるものである。
射量Qful、エンジン回転数Ne、実レール圧rPrail、基本
レール圧tPrailm(図16のマップ検索値)が読み込ま
れる。
ブルを参照して、実レール圧rPrailと基本レール圧tPra
ilmの差分より最大噴射量補正係数Kqflが検索される。
実レール圧rPrailが高ければスモークの発生を抑えつつ
噴射可能な燃料量が増大するので、ここでは実レール圧
rPrailと基本レール圧tPrailmの差が大きくなるほど大
きな最大噴射量補正係数Kqfl(>1.0)が設定され
る。
ulを通常の最大噴射量Qfulに最大噴射量補正係数Kqflを
乗じた値に補正し、この補正後の最大噴射量Qfulで図1
0に示したマップから発生可能エンジントルクpTeが演
算される。
する際のルーチンである。
ン回転数Ne、燃料噴射量Qsol、目標噴射量tQf、最大噴
射量Qful、最大噴射量補正係数Kqflが読み込まれる。
tPrailmが図16に示したマップを検索して設定され、
ステップS193で次式(9)、 dQ=tQf−Qful/Kqfl ・・・・・(9) により演算される値を入力として図20に示すテーブル
を検索してレール圧補正係数dPrail(>1.0)が設定
される。
tPrailmとレール圧補正係数dPrailとに基づき、次式
(10)、 tPrail=rPrailm×dPrail ・・・・・(10) により最終的な目標レール圧tPrailが演算される。
は、コモンレール圧が高くスモークの発生が抑えられる
ときは、スモークの発生が抑えられる範囲で最大噴射量
が増大補正される。
しまうと、エンジン1の発生可能トルクが小さく演算さ
れ、上記駆動力不足を補うためのエンジン回転数の補正
量が大きくなって騒音や振動の原因となり得るが、この
ようにスモークの発生が抑えられる範囲で最大噴射量を
増大補正することにより、騒音や振動が増大を抑えるこ
とができる。
標コモンレール圧も高く設定されるので、燃料噴射量増
大に伴う排気エミッション、特にスモークが増大するの
を抑えることができる。
する。
ンの別の例を示し、図19に示したルーチンに代えて実
行されるものである。
エンジン回転数Ne、燃料噴射量Qsol、駆動力不足分dFd
が読み込まれる。ここで読み込まれる駆動力不足分dFd
は第1の実施例(レール圧補正なし)での発生可能トル
クpTeに基づき演算した駆動力不足分dFdである。なお、
目標エンジン回転数tNeの補正には、第1の実施例の発
生可能トルクpTeで演算したdFd、第2の実施例(レール
圧補正あり)の発生可能トルクpTeで演算したdFdのいず
れを用いてもよい。
ップから基本レール圧tPrailmが検索される。そして、
ステップS213では、図22に示すテーブルを参照
し、駆動力不足分dFdを入力としてレール圧補正量dPrai
l(>1.0)が検索される。
1)、 tPrail=tPrailm×dPrail ・・・・・(11) により最終的な目標レール圧tPrailが演算される。
駆動力の不足分が大きくなるにつれ目標コモンレール圧
が高く設定され、第2の実施例同様にスモーク低減等の
効果がある。特に、駆動力不足分そのものに基づきコモ
ンレール圧を補正するようにしたことにより、より適切
なレール圧補正が可能となる。
が、これらはあくまでも例示的なものであって本発明の
範囲をこれらの構成に限定することを示すものではな
い。例えば、上記実施例ではエンジン1は過給機付きの
エンジンとしているが、本発明は過給機無しのエンジン
についても同様に適用することができる。
ルエンジン搭載車両の概略構成図である。
ートである。
ャートである。
ある。
ためのフローチャートである。
れるマップである。
のフローチャートである。
いられるマップである。
ローチャートである。
ップである。
ローチャートである。
ためのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
るマップである。
プである。
プである。
ップである。
テーブルである。
ローチャートである。
テーブルである。
ローチャートの別の例である。
テーブルの別の例である。
ーチャートである。
ーブルである。
めのフローチャートである。
ーチャートである。
換する際に用いるテーブルである。
ためのフローチャートである。
めのフローチャートである。
るテーブルである。
られるテーブルである。
Claims (5)
- 【請求項1】アクセル操作量に基づき目標駆動力を設定
する手段と、 目標駆動力が得られるように目標エンジントルクと目標
エンジン回転数を演算する手段と、 演算された目標エンジントルクと目標エンジン回転数が
実現されるようにエンジンの燃料噴射量と変速機の変速
比を制御する手段と、を備えたディーゼルエンジン搭載
車両の駆動力制御装置において、 運転状態に基づき前記エンジンが発生可能なトルクを演
算する手段と、 前記目標エンジントルクと発生可能トルクとの差分に基
づき駆動力の不足分を演算する手段と、 前記駆動力不足分に応じてエンジンの目標回転数を増大
補正する手段と、を備えたことを特徴とするディーゼル
エンジン搭載車両の駆動力制御装置。 - 【請求項2】吸入空気量とエンジン回転数に応じて燃料
の最大噴射量を設定する手段を備え、 最大噴射量に基づき前記エンジン発生可能トルクを演算
するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の
ディーゼルエンジン搭載車両の駆動力制御装置。 - 【請求項3】目標燃料圧力となるように燃料圧力を制御
する手段と、 実際の燃料圧力を検出する手段とを備え、 実際の燃料圧力と目標燃料圧力との差分に応じて前記最
大噴射量を増大補正するように構成したことを特徴とす
る請求項2に記載のディーゼルエンジン搭載車両の駆動
力制御装置。 - 【請求項4】前記最大噴射量の増大補正に対応して目標
燃料圧力を増大補正するように構成したことを特徴とす
る請求項3に記載のディーゼルエンジン搭載車両の駆動
力制御装置。 - 【請求項5】目標燃料圧力となるように燃料圧力を制御
する手段と、 前記駆動力不足分に応じて目標燃料圧力を増大補正する
ように構成したことを特徴とする請求項1に記載のディ
ーゼルエンジン搭載車両の駆動力制御装置。
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---|---|---|---|
JP25278599A JP4746164B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | ディーゼルエンジン搭載車両用駆動力制御装置 |
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JP25278599A Expired - Fee Related JP4746164B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | ディーゼルエンジン搭載車両用駆動力制御装置 |
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JP (1) | JP4746164B2 (ja) |
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