JP2008088942A - Stop position control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の停止位置制御装置に係り、特に、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が適用された内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の停止位置制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine stop position control device, and more particularly, as an apparatus for controlling an internal combustion engine to which control for automatically stopping and restarting an internal combustion engine is applied when a vehicle is temporarily stopped. The present invention relates to a suitable stop position control device for an internal combustion engine.
従来、例えば特許文献1には、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御(エコラン制御)を実行するエンジンの始動装置が開示されている。この従来の装置は、次回の再始動を円滑に行えるようにすべく、燃料供給を停止するエンジン回転数を制御することにより、内燃機関の自動停止時のピストン停止位置(クランク停止位置)の適正化を図るというものである。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an engine starter that executes control (eco-run control) for automatically stopping and restarting an internal combustion engine when a vehicle is temporarily stopped. This conventional device controls the engine speed at which the fuel supply is stopped so that the next restart can be performed smoothly, so that the piston stop position (crank stop position) at the time of automatic stop of the internal combustion engine is appropriate. It aims to make it easier.
内燃機関を自動的に停止する際に、クランク停止位置が目標の停止位置からずれる主な要因としては、クランク軸への入力となるフリクションの影響が考えられる。クランク停止位置を所望の位置に精度良く収束できるような燃焼カット回転数を定めるためには、そのようなフリクションの影響が適宜学習できるようなシステムを備えていることが望ましい。 When the internal combustion engine is automatically stopped, the main factor that causes the crank stop position to deviate from the target stop position is considered to be the influence of friction that is input to the crankshaft. In order to determine the combustion cut rotational speed so that the crank stop position can be accurately converged to a desired position, it is desirable to have a system that can appropriately learn the influence of such friction.
また、クランク停止位置は、大気圧の変化(環境変化)によって大きな影響を受ける。従って、そのような大気圧の影響が適切に考慮されていないと、上記のフリクション学習精度が悪化するおそれがある。 Further, the crank stop position is greatly affected by changes in atmospheric pressure (environmental changes). Therefore, if the influence of such atmospheric pressure is not properly taken into account, the above-described friction learning accuracy may be deteriorated.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が適用された内燃機関において、環境変化の影響を適切に考慮して、クランク停止位置制御の精度を良好に確保し得る内燃機関の停止位置制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an internal combustion engine to which control for automatically stopping and restarting the internal combustion engine is applied, the influence of environmental changes is appropriately considered. Another object of the present invention is to provide a stop position control device for an internal combustion engine that can ensure good accuracy of crank stop position control.
第1の発明は、内燃機関のクランク軸への入力となるフリクションを算出するフリクションモデルと、
前記フリクションおよび大気圧を含む所定のパラメータに基づいて、クランク停止位置の推定値を取得するクランク位置推定手段と、
内燃機関のクランク角度情報に基づいて、前記フリクションモデルを学習するフリクション学習手段と、
クランク停止位置への大気圧の影響を学習する大気圧学習手段と、
車両システムの暖機が完了したか否かを判定する暖機判定手段と、
前記暖機が完了したと判定された場合に、前記フリクションモデルの学習を実行し、当該フリクションモデルの学習が完了したと判定された後に大気圧の前記学習を実行する学習順序設定手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a friction model for calculating friction that is input to a crankshaft of an internal combustion engine;
Crank position estimating means for acquiring an estimated value of the crank stop position based on predetermined parameters including the friction and atmospheric pressure;
Friction learning means for learning the friction model based on crank angle information of the internal combustion engine;
Atmospheric pressure learning means for learning the influence of atmospheric pressure on the crank stop position;
A warm-up determination means for determining whether the warm-up of the vehicle system is completed;
Learning sequence setting means for performing learning of the friction model when it is determined that the warm-up is completed, and performing learning of the atmospheric pressure after it is determined that learning of the friction model is completed;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、車両システムの起動および停止を判別するシステム状態判別手段を更に備え、
車両システムが停止したと判定された場合には、前記フリクションモデルの学習履歴を破棄することを特徴とする。
Further, the second invention further comprises system state determining means for determining start and stop of the vehicle system in the first invention,
When it is determined that the vehicle system has stopped, the learning history of the friction model is discarded.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、前記内燃機関の停止位置制御装置は、内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御するものであって、
車両システムが暖機過程中であると判定された場合には、燃焼カット回転数の更新を禁止することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the internal combustion engine stop position control device controls a crank stop position by controlling a combustion cut rotational speed at which combustion of the internal combustion engine is stopped. Because
When it is determined that the vehicle system is in the warm-up process, updating of the combustion cut speed is prohibited.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、大気圧情報を取得する大気圧情報取得手段を更に備え、
前記フリクション学習手段は、大気圧変化が比較的小さいと判定された場合に、前記学習を実行することを特徴とする。
Further, a fourth invention further includes an atmospheric pressure information acquisition means for acquiring atmospheric pressure information in any of the first to third inventions,
The friction learning means performs the learning when it is determined that a change in atmospheric pressure is relatively small.
また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、前記フリクション学習手段は、前記フリクションモデルの学習頻度が所定値を超えた場合に、学習値の更新を行うことを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the friction learning means updates the learning value when the learning frequency of the friction model exceeds a predetermined value. And
また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、クランク停止位置の変化代を取得する停止位置変化取得手段と、
クランク停止位置の前記変化代が所定値を超える場合には、クランク停止位置が目標とする停止位置となるように、燃焼カット回転数を補正する燃焼カット回転数補正手段と、
を更に備えることを特徴とする。
Further, a sixth aspect of the invention relates to any one of the first to fifth aspects of the present invention, stop position change acquisition means for acquiring a change amount of the crank stop position;
Combustion cut speed correction means for correcting the combustion cut speed so that the crank stop position becomes a target stop position when the change margin of the crank stop position exceeds a predetermined value;
Is further provided.
また、第7の発明は、第1の発明において、車両システムが組み立てられた後のシステム運転履歴を取得する運転履歴取得手段を更に備え、
前記フリクション学習手段は、前記システム運転履歴が所定の判断基準より長くなるまでは前記フリクションモデルの前記学習を禁止することを特徴とする。
Further, the seventh invention further comprises driving history acquisition means for acquiring a system driving history after the vehicle system is assembled in the first invention,
The friction learning unit prohibits the learning of the friction model until the system operation history becomes longer than a predetermined determination criterion.
また、第8の発明は、第1の発明において、内燃機関と変速機との間に配置されるクラッチの係合状態を判別するクラッチ係合状態判別手段と、
クランク停止位置の変化代を取得する停止位置変化取得手段とを更に備え、
前記暖機判定手段は、クランク停止位置の前記変化代に基づいて暖気が完了したか否かを判定するものであって、
当該暖機判定手段が暖機判定時に用いるクランク停止位置の前記変化代の判定基準値を、前記クラッチの係合状態に応じて異なる値としたことを特徴とする。
According to an eighth aspect based on the first aspect, clutch engagement state determining means for determining an engagement state of a clutch disposed between the internal combustion engine and the transmission,
A stop position change acquisition means for acquiring a change amount of the crank stop position;
The warm-up determination means determines whether warm-up is completed based on the change margin of the crank stop position,
The change reference value for the change amount of the crank stop position used when the warm-up determination unit determines the warm-up is set to a different value depending on the engagement state of the clutch.
第1の発明によれば、環境変化(大気圧変化)があっても、停止位置制御の精度に影響を与える主たる要因についての学習精度を良好に確保することができる。 According to the first invention, even if there is an environmental change (atmospheric pressure change), it is possible to satisfactorily ensure the learning accuracy for the main factors that affect the accuracy of the stop position control.
第2の発明によれば、車両システムの停止期間中に、例えばオイル交換がなされるといったフリクション変化要因が生じる場合であっても、そのようなフリクション変化がフリクション学習の精度に影響を与えるのを回避することができる。 According to the second aspect of the present invention, even when a friction change factor such as an oil change occurs during the stop period of the vehicle system, such a friction change affects the accuracy of friction learning. It can be avoided.
第3の発明によれば、クランク停止位置が安定しない暖機過程中に、意図しない燃焼カット回転数に補正されるのを回避して、クランク停止位置の制御性を確保することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent the crank stop position from being corrected to an unintended combustion cut speed during the warm-up process in which the crank stop position is not stable, and to ensure controllability of the crank stop position.
第4の発明によれば、大気圧変化に対するフリクションの学習精度を高度に確保することができる。 According to the fourth aspect of the invention, it is possible to ensure a high degree of friction learning accuracy with respect to changes in atmospheric pressure.
第5の発明によれば、所定の頻度でなされた学習値を反映させることができるので、再学習頻度を低下させることができ、良好な学習精度を確保することができる。 According to the fifth aspect, since the learning value made with a predetermined frequency can be reflected, the re-learning frequency can be lowered, and good learning accuracy can be ensured.
第6の発明によれば、一例として、フリクション学習が完了しており、かつ、大気圧が安定している状況下であるにも関わらず、クランク停止位置に大きなずれが認められるような場合において、目標とするクランク停止位置を微調整することができ、これにより、クランク停止位置制御の精度を確保することができる。 According to the sixth invention, as an example, in the case where the friction learning is completed and the atmospheric pressure is stable, but the crank stop position is largely deviated. The target crank stop position can be finely adjusted, thereby ensuring the accuracy of crank stop position control.
第7の発明によれば、車両システムの運転履歴が短く、大きなフリクション変化が存在すると想定される状況下では、フリクション学習が禁止されるので、その間にフリクションの影響が誤学習されるのを防止することができる。 According to the seventh aspect, since the friction learning is prohibited under a situation where the driving history of the vehicle system is short and a large friction change is assumed, the influence of the friction is prevented from being erroneously learned during that time. can do.
第8の発明によれば、クラッチの係合状態に応じて、精度の良い暖機判定を実施することが可能となる。 According to the eighth aspect, accurate warm-up determination can be performed according to the engagement state of the clutch.
実施の形態1.
[実施の形態1の装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関の停止位置制御装置が適用された内燃機関10の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。ここでは、内燃機関10は、直列4気筒型エンジンであるものとする。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。ピストン12は、コンロッド14を介してクランク軸16と連結されている。また、内燃機関10の筒内には、ピストン12の頂部側に燃焼室18が形成されている。燃焼室18には、吸気通路20および排気通路22が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Device of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an
吸気通路20には、スロットルバルブ24が設けられている。スロットルバルブ24は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ24の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルポジションセンサ26が配置されている。スロットルバルブ24の下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁28が配置されている。また、内燃機関が備えるシリンダヘッドには、気筒毎に、燃焼室18の頂部から燃焼室18内に突出するように点火プラグ30がそれぞれ取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室18と吸気通路20、或いは燃焼室18と排気通路22を導通状態または遮断状態とするための吸気弁32および排気弁34が設けられている。
A
吸気弁32および排気弁34は、それぞれ吸気可変動弁(VVT)機構36および排気可変動弁(VVT)機構38により駆動される。可変動弁機構36、38は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁32および排気弁34を開閉させると共に、それらの開弁特性(開弁時期、作用角、リフト量など)を変更することができる。
The intake valve 32 and the
内燃機関10は、クランク軸の近傍にクランク角センサ40を備えている。クランク角センサ40は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ40の出力によれば、クランク軸の回転位置やその回転速度(エンジン回転数Ne)を検知することができる。また、内燃機関10は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ42を備えている。カム角センサ42は、クランク角センサ40と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ42の出力によれば、吸気カム軸の回転位置(進角量)などを検知することができる。
The
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種センサに加え、排気通路22内の排気空燃比を検出するための空燃比センサ52、内燃機関10の冷却水温度を検出するための水温センサ54、および内燃機関10と変速機(図示省略)との間に設けられるクラッチ(図示省略)の係合状態を検知するためのクラッチスイッチ56が接続されている。クラッチスイッチ56は、クラッチペダル(図示省略)が踏み込まれた状態でON信号(クラッチ係合)を発し、当該クラッチペダルが踏まれていない状態でOFF信号(クラッチ非係合)を発するスイッチである。更に、ECU50には、大気圧を検出するための大気圧センサ57、内燃機関10が搭載された車両システムの起動およびその停止を行うためのイグニッションスイッチ(IGスイッチ)58や車両の走行距離を検知するためのトリップメータ59が接続されている。ECU50は、このようなIGスイッチ58のON、OFF信号を判別することにより、車両システムの起動状態を把握することができる。また、ECU50には、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU50は、それらのセンサ出力、およびECU50内に仮想的に構成されたエンジンモデル60を用いた演算結果に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御することができる。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors described above, the
[エンジンモデルの概要]
図2は、図1に示すECU50が備えるエンジンモデル60の構成を示すブロック図である。図2に示すように、エンジンモデル60は、クランク軸周りの運動方程式演算部62と、エンジンフリクションモデル64と、ミッションフリクションモデル65と、吸気圧力推定モデル66と、筒内圧推定モデル68と、燃焼波形算出部70とを含んでいる。以下、これらの各部の詳細な構成について説明を行う。
[Overview of engine model]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
(1)クランク軸周りの運動方程式演算部について
クランク軸周りの運動方程式演算部62は、クランク角度θおよびエンジン回転数Ne(クランク角回転速度dθ/dt)のそれぞれの推定値を求めるためのものである。クランク軸周りの運動方程式演算部62は、筒内圧推定モデル68または燃焼波形算出部70から内燃機関10の筒内圧力Pの入力を受け、演算開始時には、更に、初期クランク角度θ0および初期エンジン回転数Ne0の入力を受ける。
(1) About the equation of motion calculation unit around the crankshaft The equation of
クランク軸周りの運動方程式演算部62によって算出される推定クランク角度θおよび推定エンジン回転数Neは、図2に示すPIDコントローラ76によって、実クランク角度θおよび実エンジン回転数Neとの偏差が無くなるようにフィードバック制御される。また、クランク軸周りの運動方程式演算部62の演算結果には、エンジンフリクションモデル64によって、内燃機関10の内部のフリクションに関する影響が反映されるとともに、ミッションフリクションモデル65によって、変速機の内部のフリクション(主に軸受部の回転摺動によるフリクション)に関する影響が反映される。
The estimated crank angle θ and the estimated engine speed Ne calculated by the motion
次に、クランク軸周りの運動方程式演算部62の内部で実行される具体的な演算内容について説明する。
図3は、クランク軸周りの各要素に付す記号を示す図である。図3に示すように、ここでは、筒内圧力Pを受けるピストン12の頂部の表面積をAとする。コンロッド14の長さをL、クランクの回転半径をrとする。そして、コンロッド14のピストン取り付け点とクランク軸16の軸中心とを結ぶ仮想線(シリンダの軸線)と、コンロッド14の軸線とがなす角度をφ(以下、「コンロッド角度φ」と称する)とし、シリンダの軸線とクランクピン17の軸線とがなす角度をθとする。
Next, specific calculation contents executed inside the motion
FIG. 3 is a diagram showing symbols attached to each element around the crankshaft. As shown in FIG. 3, here, A is the surface area of the top of the
4つの気筒を有する内燃機関10では、気筒間のクランク角度の位相差は180°CAであるため、それらの気筒間のクランク角度の関係は、次の(1a)式のように定義することができる。また、各気筒のクランク角回転速度dθ/dtは、それぞれ各気筒のクランク角度θの時間微分となるため、それぞれ次の(1b)式のように表すことができる。
ただし、上記(1a)式および(1b)式において、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtに付された符号1〜4は、内燃機関10の所定の爆発順序に従って燃焼が到来する気筒の順番に対応しており、また、後述する数式においては、それらの符号1〜4を「i」で代表させることがある。
However, in the above formulas (1a) and (1b), the reference numerals 1 to 4 given to the crank angle θ and the crank angle rotational speed dθ / dt are the cylinders in which combustion arrives according to the predetermined explosion order of the
また、図3に示すピストン・クランク機構においては、クランク角度θiとコンロッド角度φiとは、次の(2)式で表される関係を有することになる。
また、クランク軸周りの全運動エネルギTは、次の(3)式のように表すことができる。(3)式を展開すると、(3)式中の各項の諸々のパラメータを1/2(dθ/dt)2の係数としてまとめることができる。ここでは、そのようにまとめられた係数を、クランク角度θの関数f(θ)として表現している。
ただし、上記(3)式において、右辺第1項はクランク軸16の回転運動に関する運動エネルギに、右辺第2項はピストン12およびコンロッド14の直進運動に関する運動エネルギに、右辺第3項はコンロッド14の回転運動に関する運動エネルギに、それぞれ対応している。また、上記(3)式において、Ikはクランク軸16の軸周りの慣性モーメントであり、Iflはフライホイールの回転軸周りの慣性モーメントであり、Imiは内燃機関10と組み合わされる変速機の回転軸周りの慣性モーメントであり、Icはコンロッドに関する慣性モーメントである。また、mpはピストン12の変位であり、mcはコンロッド14の変位である。尚、変速機に関する上記の慣性モーメント(ミッション側イナーシャ)は、クラッチが係合状態にあると判断された場合におけるモデル演算時にのみ使用され、クラッチが非係合状態にあると判断された場合におけるモデル演算時にはゼロとされる。
However, in the above equation (3), the first term on the right side is the kinetic energy related to the rotational motion of the
次に、ラグラジアンLを、系の全運動エネルギTと位置エネルギUとの偏差として、次の(4a)式のように定義する。そして、クランク軸16に作用する入力トルクをTRQとすると、ラグランジュの運動方程式を用いて、ラグラジアンLとクランク角度θと入力トルクTRQとの関係を、次の(4b)式のように表すことができる。
ここで、上記(4a)式において、位置エネルギUの影響は運動エネルギTの影響に比して小さく、その影響を無視することができる。従って、上記(4b)式の左辺第1項は、上記(3)式をクランク角回転速度(dθ/dt)で偏微分して得られた値を時間微分することで、クランク角度θの関数として、次の(4c)式のように表すことができる。また、上記(4b)式の左辺第2項は、上記(3)式をクランク角度θで偏微分することで、クランク角度θの関数として、次の(4d)式のように表すことができる。 Here, in the above equation (4a), the influence of the potential energy U is smaller than the influence of the kinetic energy T, and the influence can be ignored. Therefore, the first term on the left side of the equation (4b) is a function of the crank angle θ by differentiating the value obtained by partial differentiation of the equation (3) with respect to the crank angle rotation speed (dθ / dt). Can be expressed as the following equation (4c). Further, the second term on the left side of the above equation (4b) can be expressed as the following equation (4d) as a function of the crank angle θ by partially differentiating the above equation (3) with respect to the crank angle θ. .
従って、上記(4b)式は、次の(4e)式のようにして表すことができ、これにより、クランク角度θと入力トルクTRQとの関係を得ることができる。また、ここでは、その入力トルクTRQを、次の(5)式のように、3つのパラメータからなるものと定義する。
ただし、上記(5)式において、TRQeは、エンジン発生トルクであり、より具体的には、ガス圧力(筒内圧力P)を受けるピストン12からクランク軸16に作用するトルクである。TRQLは、負荷トルクであり、内燃機関10が搭載される車両の特性に応じて異なる既知の値として、ECU50に記憶されている。TRQfは、フリクショントルク、すなわち、ピストン12、クランク軸16、および変速機の摺動部分の摩擦損失に対応するトルクである。このフリクショントルクTRQfは、エンジンフリクションモデル64およびミッションフリクションモデル65から得られる値である。より具体的には、フリクショントルクTRQfは、クラッチが係合状態にあるときはエンジンフリクションモデル64およびミッションフリクションモデル65の双方を用いて算出され、一方、クラッチが非係合状態にあるときはエンジンフリクションモデル64のみを用いて算出される。
However, in the above equation (5), TRQ e is the engine generated torque, more specifically, the torque acting on the
次に、エンジン発生トルクTRQeは、次の(6a)式〜(6c)式に従って算出することができる。すなわち、先ず、筒内圧力Pに基づいてコンロッド14に作用する力Fcは、ピストン12の頂部に作用する力PAのコンロッド14の軸線方向成分として、(6a)式のように表すことができる。そして、図3に示すようにコンロッド14の軸線とクランクピン17の軌跡の接線とがなす角度αが{π/2−(φ+θ)}であるため、筒内圧力Pに基づいてクランクピン17の軌跡の接線方向に作用する力Fkは、コンロッド14に作用する力Fcを用いて、(6b)式のように表すことができる。従って、エンジン発生トルクTRQeは、クランクピン17の軌跡の接線方向に作用する力Fkとクランクの回転半径rとの積であるため、(6a)式および(6b)式を用いて、(6c)式のように表すことができる。
以上説明したクランク軸周りの運動方程式演算部62の構成によれば、筒内圧推定モデル68または燃焼波形算出部70によって筒内圧力Pを取得することにより、(6c)式および(5)式に従って入力トルクTRQを得ることができる。そして、(4e)式を解くことにより、クランク角度θやクランク角回転速度dθ/dtを得ることが可能となる。
According to the configuration of the motion
(2)エンジンフリクションモデルについて
図4は、図2に示すエンジンフリクションモデル64がエンジンフリクショントルクTRQf_ENを取得するために備えているエンジンフリクションマップの一例を示している。より具体的には、図4(A)は、クランク軸16周りの回転摺動に関する第1エンジンフリクショントルクTRQf_map1とクランク角回転速度(dθ/dt)との関係を概念的に表した図であり、図4(B)は、ピストン12の並進運動に関する第2エンジンフリクショントルクTRQf_map2とピストン速度(dXi/dt)との関係を概念的に表した図である。
(2) Engine Friction Model FIG. 4 shows an example of an engine friction map provided for the
本実施形態のシステムにおいては、エンジンモデル60のモデル演算精度を向上させるべく、後述する図7に示すルーチンの処理では、エンジンフリクショントルクTRQfENを、上記のように第1エンジンフリクショントルクTRQf_map1と第2エンジンフリクショントルクTRQf_map2に分けて考えることがある。
In the system of the present embodiment, in order to improve the model calculation accuracy of the
図4(A)に示すように、クランク軸16周りの回転摺動に関する第1エンジンフリクショントルクTRQf_map1は、基本的にエンジン回転数 (dθ/dt)に依存する特性を有している。より具体的には、当該トルクTRQf_map1は、図4(A)に示すように、エンジン回転数(dθ/dt)がゼロに近い領域においては、最大静摩擦係数の影響で大きくなり、エンジン回転数(dθ/dt)が増加し始めると、最大静摩擦係数の影響が薄れるため一旦減少に転ずるが、その後はエンジン回転数(dθ/dt)の増大に従って増加する。
As shown in FIG. 4A, the first engine friction torque TRQ f_map1 relating to the rotational sliding around the
また、図4(B)に示すように、ピストン12の並進運動に関する第2エンジンフリクショントルクTRQf_map2は、ピストン12とシリンダ壁面との間のフリクションであり、これらの間の接触圧力と摩擦係数のみに依存し、ピストン速度(dXi/dt)には依存しない特性を有している。また、図4(B)におけるピストン速度(dXi/dt)がゼロに近い領域において、第2エンジンフリクショントルクTRQf_map2が大きな値を示すのは、そのような領域では最大静摩擦係数の影響が大きくなるためである。
Further, as shown in FIG. 4B, the second engine friction torque TRQ f_map2 relating to the translational motion of the
尚、エンジンフリクショントルクTRQf_ENは、エンジン冷却水温度が低くなると大きくなる傾向を有している。このため、エンジンフリクショントルクTRQf_ENは、図4においては図示を省略しているが、エンジン回転数Ne(およびピストン速度(dXi/dt))との関係に加え、エンジン冷却水温度との関係をも考慮して定められている。また、ここでは、ECU50の計算負荷の低減のため、エンジンフリクションモデル64として、上記のようなフリクションマップを備えるようにしているが、エンジンフリクションモデルの構成は、これに限定されるものではなく、以下の(7)式のような関係式を用いるものであってもよい。この(7)式では、フリクショントルクTRQf_ENが、エンジン回転数Neと内燃機関10の潤滑油の動粘度νとをパラメータとする関数となるように構成されている。
(3)ミッションフリクションモデルについて
図5は、図2に示すミッションフリクションモデル65がミッションフリクショントルクTRQf_MIを取得するために備えるミッションフリクションマップの一例を示している。ミッションフリクションモデル65によって算出されるミッションフリクショントルクTRQf_MIは、車両の停止中にギヤがニュートラル位置にあり、かつ、クラッチが係合された状態、すなわち、変速機のギヤが内燃機関10の動力をタイヤ側に伝達させることなく回転している状態におけるフリクショントルクである。そこで、ミッションフリクショントルクTRQf_MIは、変速機の内部のフリクション(主に軸受部の回転摺動によるフリクション)に対応する値となるように定められている。このため、図5に示すように、ミッションフリクショントルクTRQf_MIは、第1エンジンフリクショントルクTRQf_map1と同様にエンジン回転速度(dθ/dt)に依存する特性を有している。
(3) About Mission Friction Model FIG. 5 shows an example of a mission friction map provided for the
(4)吸気圧力推定モデルについて
吸気圧力推定モデル66は、吸気圧力を推定するための吸気圧マップ(図示省略)を備えている。この吸気圧マップは、吸気圧力を、スロットル開度TA、エンジン回転数Ne、および吸排気弁のバルブタイミングVVTとの関係で定めたものである。このような吸気圧力推定モデルの構成によれば、ECU50の計算負荷を低く抑えつつ、吸気圧力を取得することができる。尚、詳細に吸気圧力を計算する場合には、上記のような吸気圧マップを用いずに、スロットルバルブ24を通過する空気流量を推定するスロットルモデルと、吸気弁32の周囲を通過する空気流量(すなわち、筒内吸入空気流量)を推定するバルブモデルとを用いて、吸気圧力推定モデルを構成するようにしてもよい。
(4) Intake Pressure Estimation Model The intake
(5)筒内圧推定モデルについて
筒内圧推定モデル68は、燃焼が行われない状況下で、筒内圧力Pを算出するために用いられるモデルである。この筒内圧推定モデル68では、内燃機関10の各行程における筒内圧力Pを、次の(8a)式〜(8d)式を用いて算出するようにしている。すなわち、先ず、吸気行程の経過中の筒内圧力Pは、(8a)式で示すように、上述した吸気圧力推定モデル66が有する吸気圧マップから得られる筒内圧力のマップ値Pmapから得るようにしている。
次に、圧縮行程の経過中の筒内圧力Pは、気体の可逆断熱変化の式に基づいて、(8b)式のように表すことができる。
ただし、上記(8b)式において、VBDCはピストン12が吸気下死点にあるときの行程容積Vであり、κは比熱比である。
Next, the in-cylinder pressure P during the course of the compression stroke can be expressed as in equation (8b) based on the equation for reversible adiabatic change of gas.
However, in the above equation (8b), V BDC is the stroke volume V when the
また、膨張行程の経過中の筒内圧力Pについても、圧縮行程の場合と同様にして、(8c)式のように表すことができる。
ただし、上記(8c)式において、VTDCはピストン12が圧縮上死点にあるときの行程容積Vであり、Pcは圧縮行程の終了時における筒内圧力である。
Further, the in-cylinder pressure P during the expansion stroke can also be expressed as in the equation (8c) in the same manner as in the compression stroke.
However, in the above equation (8c), V TDC is the stroke volume V when the
また、排気行程の経過中の筒内圧力Pは、(8d)式で示すように、排気通路22内の圧力Pexであるものとしている。この圧力Pexは、ほぼ大気圧力Pairに等しいとみなすことができるものである。従って、ここでは、大気圧力Pairを、排気行程の経過中の筒内圧力Pに使用している。
Further, the in-cylinder pressure P during the exhaust stroke is assumed to be the pressure P ex in the
(6)燃焼波形算出部について
燃焼波形算出部70は、圧縮行程の途中から膨張行程の途中までの燃焼が行われている期間における筒内圧力(燃焼圧力)Pを算出するために用いられるモデルである。この燃焼波形算出部70では、Weibe関数を用いた関係式である(9a)式と、後述する(10)式とを用いて、燃焼圧力Pの推定値が算出される。
より具体的には、燃焼波形算出部70では、先ず、(9a)式を用いて、現在のクランク角度θに対応する熱発生率dQ/dθを算出することとしている。
ただし、上記(9a)式において、mは形状係数、kは燃焼効率、θbは着火遅れ期間、aは燃焼速度(ここでは固定値6.9)である。これらの各パラメータは、事前に適合された値が使用される。また、Qは発熱量である。
More specifically, the combustion
However, in the above equation (9a), m is the shape factor, k is the combustion efficiency, θ b is the ignition delay period, and a is the combustion rate (here, fixed value 6.9). For each of these parameters, pre-adapted values are used. Q is the calorific value.
上記(9a)式を用いて熱発生率dQ/dθを算出するには、発熱量Qを算出する必要がある。発熱量Qは、微分方程式である(9a)式を解くことにより算出することができる。そのために、先ず、(9b)式では、(9a)式におけるWeibe関数に相当する部分をg(θ)と置き換えている。そうすると、(9a)式を(9c)式のように表すことが可能となる。次いで、(9c)式の両辺をクランク角度θで積分した後に、当該(9c)式を展開することで、発熱量Qを(9d)式のように表すことができる。次いで、(9d)式に従って算出された発熱量Qを、再度(9a)式に代入することで、熱発生率dQ/dθが算出される。 In order to calculate the heat generation rate dQ / dθ using the above equation (9a), it is necessary to calculate the calorific value Q. The calorific value Q can be calculated by solving the equation (9a) which is a differential equation. Therefore, first, in the equation (9b), the part corresponding to the Weibe function in the equation (9a) is replaced with g (θ). If it does so, it will become possible to express (9a) Formula like (9c) Formula. Next, after integrating both sides of the formula (9c) with the crank angle θ, the calorific value Q can be expressed as the formula (9d) by developing the formula (9c). Next, the heat generation rate dQ / dθ is calculated by substituting the calorific value Q calculated according to the equation (9d) into the equation (9a) again.
熱発生率dQ/dθと筒内圧力(燃焼圧力)Pとは、エネルギ保存則に基づく関係式を用いて(10)式のように表すことができる。従って、(9a)式に従って算出された熱発生率dQ/dθを代入して当該(10)式を解くことにより、燃焼圧力Pを算出することができる。
以上説明した筒内圧推定モデル68および燃焼波形算出部70によれば、筒内圧推定モデル68を用いて燃焼が行われていない状況下での筒内圧力Pを算出するととともに、燃焼波形算出部70を用いて燃焼が行われている期間中の筒内圧力Pを算出することにより、燃焼実行の有無に関係なく、内燃機関10の筒内圧力Pの履歴を取得することができる。
According to the in-cylinder
尚、内燃機関10の筒内圧力Pの履歴を取得する手法は、上記の手法に限定されるものではなく、例えば、以下の図6を参照して示すような手法であってもよい。
図6は、そのような変形例の手法を説明するための図である。この手法では、上記(9a)式および(10)式を用いて、所定のクランク角度θ毎に燃焼圧力Pを計算することを行うのではなく、事前に、上記(9a)式および(10)式を用いて、図6(A)に示すような燃焼パターン、すなわち、燃焼に付されることで変化する筒内圧力Pの波形の変化分(燃焼による圧力増加分)のみを算出しておく。
Note that the method of acquiring the history of the in-cylinder pressure P of the
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of such a modification. In this method, the combustion pressure P is not calculated for each predetermined crank angle θ using the above equations (9a) and (10), but the above equations (9a) and (10) are calculated in advance. Using the equation, only the combustion pattern as shown in FIG. 6A, that is, the change in the waveform of the in-cylinder pressure P that changes due to the combustion (pressure increase due to combustion) is calculated. .
より具体的には、そのような燃焼パターンを決定する3つのパラメータである着火遅れ期間、燃焼期間、およびΔPmax(燃焼時の最大圧力Pmaxと燃焼無し時の最大圧力Pmax0との偏差)を、エンジン回転数Ne、空気充填率KL、吸排気弁のバルブタイミングVVT、および点火時期のそれぞれとの関係で定めたマップを記憶しておく。そして、燃焼による圧力増加分に対応する波形を、2次関数などの簡易な関数を組み合わせて近似させた波形として算出するために、当該近似波形の各係数を上記のエンジン回転数Neとの関係でマップ化しておく。そして、図6(B)に示すように、そのようなマップを参照して得られた燃焼による圧力増加分の波形を、筒内圧推定モデル68で算出される筒内圧力Pの値と足し合わせることで、燃焼圧力Pを取得するようにする。
More specifically, there are three parameters that determine such a combustion pattern: ignition delay period, combustion period, and ΔP max (deviation between maximum pressure P max during combustion and maximum pressure P max0 without combustion). Are stored in relation to the engine speed Ne, the air filling rate KL, the valve timing VVT of the intake and exhaust valves, and the ignition timing. Then, in order to calculate the waveform corresponding to the pressure increase due to combustion as a waveform approximated by combining simple functions such as a quadratic function, each coefficient of the approximate waveform is related to the engine speed Ne. Map it with. Then, as shown in FIG. 6B, the waveform of the pressure increase due to combustion obtained by referring to such a map is added to the value of the in-cylinder pressure P calculated by the in-cylinder
[クランク停止位置の推定値の算出手法について]
内燃機関を備えた車両では、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御(エコラン制御)が実行されることがある。また、内燃機関とモータとで車両を駆動するハイブリッド車両においても、車両システムの起動中(車両走行中も含む)に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御(本明細書中では、これも広い意味で「エコラン制御」と称している)が実行されることがある。
[Calculation method for estimated crank stop position]
In a vehicle including an internal combustion engine, when the vehicle temporarily stops, control (eco-run control) that automatically stops and restarts the internal combustion engine may be executed. Further, even in a hybrid vehicle that drives a vehicle with an internal combustion engine and a motor, control that automatically stops and restarts the internal combustion engine during startup of the vehicle system (including when the vehicle is running) (in this specification, This is also called “eco-run control” in a broad sense).
上記のエコラン制御において、内燃機関の再始動を円滑に行えるようにするためには、内燃機関を自動停止する際のクランク軸16の停止位置(ピストン12の停止位置)を狙いの停止位置に精度良く制御したいという要求がある。上述したエンジンモデル60では、クランク停止位置に影響を与えるフリクション、大気圧力、大気温度、スロットル開度、バルブタイミングVVT等(本発明でいう「所定のパラメータ」)の影響が適切にモデル化されている。そこで、本実施形態のシステムでは、以上説明したエンジンモデル60を、エコラン制御時にクランク軸16の停止位置を推定するための停止位置推定モデルとして用いることとしている。上述したエンジンモデル60によれば、クランク角回転速度dθ/dtがゼロとなる際のクランク角度θの推定値を取得することにより、内燃機関10の自動停止時のクランク軸16の停止位置を取得することができる。尚、本明細書中においては、クランク軸16の停止位置を、単に「クランク停止位置」と称することがある。
In the above-described eco-run control, in order to smoothly restart the internal combustion engine, the stop position of the crankshaft 16 (stop position of the piston 12) when the internal combustion engine is automatically stopped is accurately set to the target stop position. There is a demand for good control. In the
より具体的には、以下のような手法によって、クランク停止位置の推定値を算出することができる。尚、エンジンモデル60によって、クランク停止位置の推定値が算出される際、クラッチが係合状態にある場合には、エンジンフリクションモデル64とミッションフリクションモデル65の双方がフリクションモデルとして使用され、一方、クラッチが非係合状態にある場合には、エンジンフリクションモデル64のみがフリクションモデルとして使用される。
More specifically, the estimated value of the crank stop position can be calculated by the following method. When the estimated value of the crank stop position is calculated by the
アイドル状態時に取得された燃焼圧力Pの平均値、吸気圧力Pmap、クランク角度θ0、およびエンジン回転数(燃焼カット回転数)Ne0(=クランク角回転速度dθ0/dt)を初期値として入力して、クランク軸周りの運動方程式演算部62を用いて、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの推定値が順次算出されることになる。以下、次の(11)式および(12)式を用いて、その具体的な算出手法を説明する。尚、本明細書中においては、このような手法を用いて、上記図2中に示す矢印方向にエンジンモデル60を解くことを「順モデル演算」と称する。
The initial value is the average value of the combustion pressure P, the intake pressure P map , the crank angle θ 0 , and the engine speed (combustion cut speed) Ne 0 (= crank angle rotational speed dθ 0 / dt) acquired in the idle state. Then, the estimated values of the crank angle θ and the crank angle rotation speed dθ / dt are sequentially calculated using the motion
先ず、上記(4e)式で表されるクランク軸周りの運動方程式において、(∂f(θ)/∂θ)≡h(θ)とし、かつ、当該(4e)式中の入力トルクTRQに上記(5)式を代入したうえで、当該(4e)式を離散化することで、次の(11)式が得られる。
そして、上記(11)式による順モデル演算の計算初期値として、上記の如く、クランク角度θ0、およびクランク角回転速度dθ0/dt等が与えられる。以下、ステップ数kを順次更新していくことにより、対応するクランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの推定値が順次算出されることになる。上記(11)式にステップ数k=1を代入すると、次の(12a)式のように表すことができる。
上記(12a)式中のクランク角度θ(k)の一部を対応するクランク角回転速度dθ(k)/dtに書き直すと、上記(12b)式のように表すことができる。そして、その(12b)式を展開すると、ステップ数k=1のときのクランク角回転速度dθ(1)/dtは、上記(12c)式のように、前回、すなわち、初期値として入力されたクランク角度θ0およびクランク角回転速度dθ0/dtを用いて表すことができる。更に、上記(12c)式を積分することにより、ステップ数k=1のときのクランク角度θ(1)を、上記(12d)式のように算出することができる。 When a part of the crank angle θ (k) in the above equation (12a) is rewritten to the corresponding crank angle rotation speed dθ (k) / dt, it can be expressed as the above equation (12b). Then, when the equation (12b) is developed, the crank angle rotational speed dθ (1) / dt when the number of steps k = 1 is input as the previous time, that is, as an initial value, as in the above equation (12c). It can be expressed using the crank angle θ 0 and the crank angle rotation speed dθ 0 / dt. Further, by integrating the equation (12c), the crank angle θ (1) when the number of steps k = 1 can be calculated as the equation (12d).
そして、上記の処理を、ステップ数kがN回となるまで、すなわち、クランク角回転速度がdθ(N)/dt=0となるまで繰り返すと、クランク角回転速度dθ(N)/dt=0、およびクランク角度θ(N)が算出される。つまり、上記の処理によれば、内燃機関10が停止した際のエンジン回転数Ne=0と、クランク停止位置のそれぞれの推定値を算出することができる。
Then, when the above processing is repeated until the number of steps k reaches N times, that is, until the crank angle rotation speed reaches dθ (N) / dt = 0, the crank angle rotation speed dθ (N) / dt = 0. , And a crank angle θ (N) are calculated. That is, according to the above processing, the estimated values of the engine speed Ne = 0 when the
[フリクション学習について]
内燃機関10を自動的に停止させる際に、クランク停止位置が目標の停止位置からずれる主な要因としては、クランク軸16への入力となるフリクションの影響が考えられる。そこで、本実施形態のエンジンモデル60は、フリクションを適宜学習する構成を備えている。より具体的には、フリクションの学習は、以下のような手法によって行われる。
[About friction learning]
When the
図7は、フリクション学習の手法を説明するための図である。先ず、エンジン回転数Neの実測値とモデル推定値との偏差(以下、「回転数偏差」と略することがある)が算出される。そして、PIDコントローラ76によって、その回転数偏差に所定のフィードバックゲインを乗じた値として算出されるPID補正量を、エンジンフリクションモデル64等が備えるフリクションマップ(図4参照)のマップ値に反映させるようにしている。
FIG. 7 is a diagram for explaining a friction learning method. First, a deviation (hereinafter, may be abbreviated as “rotational speed deviation”) between the actually measured value of the engine rotational speed Ne and the model estimated value is calculated. Then, the PID correction amount calculated by the
図7は、そのようなフリクションマップの補正の仕方を表している。尚、図7中の丸印および三角印は、所定のエンジン回転数における学習前後の各マップ値にそれぞれ対応している。また、図7において、破線で示す曲線は学習がなされる前の各マップ値を通るものであり、実線で示す曲線は当該学習のなされた後の各マップ値を通るものに、それぞれ対応している。 FIG. 7 shows how to correct such a friction map. The circles and triangles in FIG. 7 correspond to map values before and after learning at a predetermined engine speed. Further, in FIG. 7, the curve indicated by a broken line passes through each map value before learning, and the curve indicated by a solid line corresponds to each passing through each map value after learning. Yes.
図7に示すように、上記のPID補正量は、ノイズ的な挙動を除去すべく、各マップ点に対する所定の領域を考慮して、当該領域の中で算出された補正量の平均値や時間的な積分値として算出されたものである。このようなPID補正量が各マップ値(丸印の値)に反映されることで、フリクションの値が新たなマップ値(三角印の値)に学習更新される。 As shown in FIG. 7, the PID correction amount is calculated by taking into account a predetermined region for each map point in order to eliminate noise-like behavior, and the average value and time of the correction amount calculated in the region. It is calculated as an integral value. By reflecting such a PID correction amount on each map value (circled value), the friction value is learned and updated to a new map value (triangled value).
また、エンジンモデル60は、クラッチの係合状態に応じたフリクションとイナーシャの違いを適切に考慮して、高精度なクランク停止位置の適応学習制御を実現すべく、既述したように、エンジンフリクションモデル64とミッションフリクションモデル65とを別個に備えるようにしている。そして、車両の停止時にクラッチが係合状態にあるときは、エンジンフリクションモデル64とミッションフリクションモデル65とを用いてフリクション学習を行うこととし、一方、車両の停止時にクラッチが非係合状態にあるときは、エンジンフリクションモデル64のみを用いてフリクション学習を行うこととしている。
In addition, as described above, the
[燃焼カット回転数の算出について]
内燃機関を自動的に停止させる際に、実クランク停止位置が目標クランク停止位置となるように、点火や燃料供給をカットするエンジン回転数(燃焼カット回転数)を制御する手法が知られている。尚、以下の明細書中においては、燃焼カット回転数を適宜「点火カット回転数」とも称している。
[Calculation of combustion cut speed]
There is known a method for controlling the engine speed (combustion cut speed) for cutting off the ignition and fuel supply so that the actual crank stop position becomes the target crank stop position when the internal combustion engine is automatically stopped. . In the following specification, the combustion cut speed is also referred to as “ignition cut speed” as appropriate.
図8は、本実施形態のシステムにおいて用いられる燃焼カット回転数の算出手法を説明するためのブロック図である。本実施形態では、図8に示すように、エンジンモデル60の逆モデル演算により点火カット回転数を算出するようにしている。逆モデル演算とは、エンジンモデル60を上述した順モデル演算と逆方向に解くという演算手法である。上述したエンジンモデル60によれば、クランク軸16の目標クランク停止位置(クランク角度)および初期エンジン回転数(=0回転)を初期値として入力し、当該エンジンモデル60を逆モデル演算することにより、実クランク停止位置を所望の目標クランク停止位置とするための目標の点火カット回転数(順モデル演算の場合の初期クランク角回転速度dθ0/dtに相当)を算出することができる。また、このような手法によれば、適宜学習が行われるフリクションの影響を反映させた点火カット回転数を取得することができる。
FIG. 8 is a block diagram for explaining a method of calculating the combustion cut rotational speed used in the system of the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the ignition cut speed is calculated by the inverse model calculation of the
また、本実施形態では、エンジンモデル60により算出されるクランク停止位置の推定値と実クランク停止位置との停止位置誤差の大きさに応じて、逆モデル演算により算出される点火カット回転数を補正するようにしている。より具体的には、図8に示すように、停止位置誤差に基づきPI制御により算出される補正量を、逆モデル演算による点火カット回転数に反映させることによって、新しい目標点火カット回転数が取得される。
In the present embodiment, the ignition cut speed calculated by the inverse model calculation is corrected according to the magnitude of the stop position error between the estimated value of the crank stop position calculated by the
[大気圧学習について]
図9は、本実施形態におけるエンジンモデル60を利用した大気圧学習手法を説明するためのブロック図である。尚、図9においては、図2に示すエンジンモデル60の構成のうち、大気圧学習手法を説明するために必要な一部を抜き出して簡略的に表している。
エコラン制御による内燃機関10の自動停止時には、図9に示すように、クランク軸周りの運動方程式演算部62によって、フリクションマップ(エンジンフリクションモデル64およびミッションフリクションモデル65)の学習結果を反映させたクランク角度の推定値が算出される。そして、これらの推定値と、実クランク角度との誤差(モデルと実測との停止位置誤差)が算出される。
[About atmospheric pressure learning]
FIG. 9 is a block diagram for explaining an atmospheric pressure learning method using the
When the
本実施形態では、上記の停止位置誤差に基づき、PI制御によって大気圧補正係数を修正するようにした。この大気圧補正係数は、吸気圧力や筒内圧力の推定に用いられる大気圧を補正するための係数である。 In the present embodiment, the atmospheric pressure correction coefficient is corrected by PI control based on the stop position error. This atmospheric pressure correction coefficient is a coefficient for correcting the atmospheric pressure used for estimating the intake pressure and the in-cylinder pressure.
[本実施形態の特徴部分]
図10は、クランク停止位置のずれ量と大気圧(標高)との関係を示した図である。上述した本実施形態のシステムによれば、クランク停止位置の実測値とそのモデル推定値との差に応じてフリクション学習が適宜実行されることになるので、ある一定環境条件下においては、クランク停止位置制御の精度を確保することができる。しかしながら、クランク停止位置は、フリクションの変化以外にも、大気圧の変化によって大きな影響を受ける。より具体的には、図10に示すように、大気圧の変化代(標高の変化代)が大きいほど、クランク停止位置のずれ量が大きくなる。その理由は、大気圧が変化すると、内燃機関10のポンプロスが変化するためである。従って、そのような大気圧変化(環境変化)の影響が適切に考慮されていないと、フリクションの誤学習を招き、その学習精度が悪化するおそれがある。
[Characteristics of this embodiment]
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amount of deviation of the crank stop position and the atmospheric pressure (elevation). According to the system of the present embodiment described above, the friction learning is appropriately performed according to the difference between the measured value of the crank stop position and the model estimated value. The accuracy of position control can be ensured. However, the crank stop position is greatly influenced by changes in atmospheric pressure in addition to changes in friction. More specifically, as shown in FIG. 10, the larger the change amount of atmospheric pressure (the change amount of altitude), the greater the shift amount of the crank stop position. The reason is that when the atmospheric pressure changes, the pump loss of the
そこで、本実施形態では、フリクションの影響と大気圧の影響を学習するタイミングを分離するようにした。より具体的には、内燃機関10および変速機の暖機が完了した後に、先ず、フリクション学習を行うようにし、次いで、大気圧学習を行うようにした。
Therefore, in this embodiment, the timing for learning the influence of friction and the influence of atmospheric pressure is separated. More specifically, after the warm-up of the
図11は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図11に示すルーチンでは、先ず、IGスイッチ58がONになっているか否かが判別される(ステップ100)。その結果、IGスイッチ58がONになっている場合には、ECU50が記憶している最新の点火カット回転数が取得される(ステップ102)。
FIG. 11 is a flowchart of a routine executed by the
1.完全暖機完了判定
次に、車両システムの完全暖機(エンジン冷却水温度、エンジン油温度、およびミッション油温度が安定している)が完了したか否かが判別される(ステップ104)。本ステップ104では、完全暖機が完了しているか否かは、上記エンジン冷却水温度、エンジン油温度等を検出するための各センサが備えられているシステムであれば、それらのセンサ出力に基づく温度変化が基準範囲内に収まっているかどうかに基づいて判別することができる。このような手法に対し、本ステップ104および後述するステップ106〜112においては、それらのセンサに頼らない完全暖機判別手法が用いられる。
1. Complete warm-up completion determination Next, it is determined whether or not the complete warm-up of the vehicle system (engine coolant temperature, engine oil temperature, and mission oil temperature is stable) is completed (step 104). In this step 104, whether or not complete warm-up has been completed is based on the output of the sensors provided with the sensors for detecting the engine coolant temperature, the engine oil temperature, and the like. The determination can be made based on whether the temperature change is within the reference range. In contrast to such a method, a complete warm-up determination method that does not rely on these sensors is used in step 104 and
具体的には、先ず、本ステップ104では、IGスイッチ58がONとされた後の積算エンジン回転数、積算吸入空気量、走行距離、および走行距離をそれぞれの基準値と比較して、完全暖気が完了しているか否かを判別する。また、それらの情報に基づいて完全暖機が完了していないと判定された場合には、ステップ106〜112の処理に従って完全暖気が完了しているか否かを判別する。
Specifically, first, in step 104, the total engine speed, the total intake air amount, the travel distance, and the travel distance after the
図12は、車両システム起動後のクランク停止位置の変化を、エンジン油温度およびミッション(MT)油温度の変化との関係で表した図であり、横軸は内燃機関10の自動停止の試験回数である。図12に示すように、IGスイッチ58がONとされた後は、ミッション油温度は、エンジン油温度に比して緩やかに上昇していき、両者の温度はその後安定する。そのような暖機過程においては、それらの油温の影響を受けて、フリクションが大きく変化する。その結果、図12に示すように、クランク停止位置の変化量も暖機の進行とともに変化し、暖気が完了した後においては、クランク停止位置は、所定のばらつき範囲内で安定する。以後のステップ106〜112の処理では、そのような暖機過程におけるクランク停止位置の変化の特性を利用して完全暖機判定を行う。
FIG. 12 is a graph showing the change in the crank stop position after the vehicle system is started, in relation to the change in the engine oil temperature and the mission (MT) oil temperature. It is. As shown in FIG. 12, after the
すなわち、先ず、内燃機関10が自動停止したか否かが判別される(ステップ106)。上記ステップ106において、内燃機関10が自動停止していないと判定された場合には、再び上記ステップ100の処理が実行され、一方、内燃機関10が自動停止したと判定された場合には、次いで、クラッチスイッチ56のクラッチ信号がONであるか否かが判別される(ステップ108)。
That is, first, it is determined whether or not the
上記ステップ108において、クラッチ信号がONであると判定された場合には、実クランク停止位置の前回値と今回値との変化量であるΔ停止位置が、クラッチが非係合状態であるときに用いる所定の基準値1ONより小さいか否かが判別される(ステップ110)。一方、クラッチ信号がOFFであると判定された場合には、Δ停止位置が、クラッチが係合状態であるときに用いる所定の基準値1OFFより小さいか否かが判別される(ステップ112)。内燃機関10の自動停止時にクラッチが係合されているか否かによって、変速機内のフリクションの影響を受けるか否かが変わる。より具体的には、クラッチが非係合状態であれば、クランク停止位置はミッション油温の影響は受けずに、エンジン油温のみの影響を受ける。そこで、上記ステップ110および112では、クラッチの係合状態に応じて、判定のための基準値を異ならせている。
If it is determined in
上記ステップ110または112の判定が不成立である場合、すなわち、大きなクランク停止位置の変化が認められる場合には、未だ暖機過程にあると判断され、この場合には、再び上記ステップ100の処理に戻る。一方、上記ステップ110または112の判定が成立する場合、すなわち、クランク停止位置の変化量が小さくなったと認められた場合には、上記ステップ104の手法による暖機判定が不成立である場合であっても、クランク停止位置の変化が安定していることを理由に、完全暖機が完了していると判断することができる。そこで、この場合には、次のステップ114に処理が進められる。
If the determination in
2.フリクション学習
図11に示すルーチンでは、次に、大気圧センサ57の出力に基づいて、大気圧が取得される(ステップ114)。次いで、フリクション学習(メカμ学習)が完了しているか否か、より具体的には、μ学習完了フラグがONとなっているか否かが判別される(ステップ116)。
2. Friction learning In the routine shown in FIG. 11, the atmospheric pressure is acquired based on the output of the atmospheric pressure sensor 57 (step 114). Next, it is determined whether or not the friction learning (mechanical μ learning) is completed, more specifically, whether or not the μ learning completion flag is ON (step 116).
上記ステップ116においてフリクション学習が完了していると判定された場合には、内燃機関10が自動停止したか否かが判別される(ステップ118)。その結果、内燃機関10が自動停止したと判定された場合には、フリクション学習が図7を参照して説明した上記手法を用いて実行される(ステップ120)。このように、本ルーチンでは、完全暖機が完了した後に初めてフリクション学習が開始される。尚、フリクション学習は、既述したように、クラッチの係合状態に応じたフリクションモデルが用いられた状態で行われる。
If it is determined in
次に、上記ステップ114において取得された今回の大気圧と、前回の自動停止時の大気圧との気圧変化ΔPが所定のP基準値1より小さいか否かが判別される(ステップ122)。その結果、ΔP<P基準値1が成立する場合、すなわち、大気圧が安定した状態であると認められる場合には、フリクション学習回数を数えるカウンター値がカウントアップされる(ステップ124)。一方、ΔP<P基準値1が不成立である場合には、大気圧が安定していない状況下でなされたフリクション学習であるため、この場合には、フリクション学習回数がカウントアップされない。
Next, it is determined whether or not the pressure change ΔP between the current atmospheric pressure acquired in
上記ステップ124においてフリクション学習回数がカウントアップされた場合には、次いで、当該フリクション学習回数(カウントアップ回数CU)がN回より多いか否かが判別される(ステップ126)。その結果、CU>N回が成立する場合には、それまでのN回分のフリクション学習結果に基づいて、フリクション学習が更新(記憶)される(ステップ128)。より具体的には、上記図4、5に示すフリクションマップが上記の学習結果に基づいて更新される。
If the number of times of friction learning is counted up in
上記のように、フリクション学習が更新された場合には、フリクション学習完了フラグがONにセットされる(ステップ130)。次いで、最新のフリクション学習が反映された点火カット回転数が逆モデル演算を利用して算出される(ステップ132)。 As described above, when the friction learning is updated, the friction learning completion flag is set to ON (step 130). Next, the ignition cut speed reflecting the latest friction learning is calculated using inverse model calculation (step 132).
3.大気圧学習
図11に示すルーチンでは、次に、内燃機関10が自動停止したか否かが判別される(ステップ134)。その結果、内燃機関10が自動停止したと判定された場合には、上記ステップ114において取得された今回の大気圧と、前回の自動停止時の大気圧との気圧変化ΔPが取得される(ステップ136)。
3. Atmospheric Pressure Learning In the routine shown in FIG. 11, it is next determined whether or not the
次に、気圧変化ΔPが所定のP基準値2より大きいか否かが判別される(ステップ138)。その結果、ΔP>P基準値2が成立すると判定された場合、すなわち、P基準値2より大きな大気圧変化が認められる場合には、大気圧変化がクランク停止位置の推定に与える影響が学習され、その学習値が更新される(ステップ140)。本ステップ140における大気圧学習は、図9を参照して説明した上記手法に基づいて実行される。
Next, it is determined whether or not the atmospheric pressure change ΔP is larger than a predetermined P reference value 2 (step 138). As a result, when it is determined that ΔP> P reference value 2 is satisfied, that is, when an atmospheric pressure change larger than P reference value 2 is recognized, the influence of the atmospheric pressure change on the estimation of the crank stop position is learned. The learning value is updated (step 140). The atmospheric pressure learning in
4.点火カット回転数の補正およびフリクション学習の有効性判断
一方、上記ステップ138において、ΔP>基準値P2が不成立であると判定された場合、すなわち、大気圧が安定した状態であると判定された場合には、次いで、最新のΔ停止位置が所定の基準値2より小さいか否かが判別される(ステップ142)。より具体的には、本ステップ142の処理は、クラッチの係合状態に応じて、Δ停止位置が異なる基準値(2ONまたは2OFF)と比較されることになるが、そのような処理の流れは、上記ステップ108〜112と同様であるため、ここでは、フローチャートの記載およびその説明を簡略することとする。
4). On the other hand, if it is determined in step 138 that ΔP> reference value P2 is not established, that is, if it is determined that the atmospheric pressure is stable. Next, it is determined whether or not the latest Δ stop position is smaller than a predetermined reference value 2 (step 142). More specifically, the process of
上記ステップ142において、Δ停止位置<基準値2が成立すると判定された場合には、フリクション学習が完了しており、かつ、大気圧が安定している状況下で、クランク停止位置のずれ量が小さいと判断できるため、以後、今回の処理サイクルが速やかに終了される。
If it is determined in
一方、上記ステップ142において、Δ停止位置<基準値2が不成立であると判定された場合、すなわち、フリクション学習が完了しており、かつ、大気圧が安定している状況下であるにも関わらず、クランク停止位置に基準値2を超えるようなずれが認められる場合には、次いで、点火カット回転数の調整項が更新される(ステップ144)。ここでいう調整項とは、図8に示すPI制御のフィードバックゲインのことであり、より具体的には、本ステップ144では、クランク停止位置のずれがなくなるように、目標とするクランク停止位置の制御中心が当該フィードバックゲインの微調整により修正される。
On the other hand, if it is determined in
次に、上記調整項が基準値FBより大きいか否かが判別される(ステップ146)。具体的には、本ステップ146では、点火カット回転数の補正が微調整の範囲のものであるかどうかが判別される。その結果、調整項>基準値FBが成立すると判定された場合、すなわち、フリクション学習が完了しており、かつ、大気圧が安定している状況下において、クランク停止位置のずれをなくすために、微調整の範囲を越えて点火カット回転数を大きく変更する必要が認められる場合には、今回行われたフリクション学習が有効でなかったものと判断され、最新のフリクション学習履歴が破棄される(ステップ148)。より具体的には、フリクションマップの値が1回前のフリクション学習の更新値にまで戻される。
Next, it is determined whether or not the adjustment term is larger than a reference value FB (step 146). Specifically, in this
5.IGスイッチのON/OFF時の処理
また、図11に示すルーチンでは、上記ステップ100において、IGスイッチ58がONになっていないと判定された場合、つまり、IGスイッチ58をONからOFFとする操作があったことが認められた場合には、最新のフリクション学習履歴が破棄される(ステップ150)。より具体的には、この場合にも、フリクションマップの値が1回前のフリクション学習の更新値にまで戻される。
5. Processing at ON / OFF of IG Switch Also, in the routine shown in FIG. 11, when it is determined in
以上説明した図11に示すルーチンによれば、完全暖機が完了した後に、フリクション学習がなされ、その後、大気圧がクランク停止位置に与える影響が学習される。このような順番でクランク停止位置に影響を与える主たる要因を学習することにより、先ず、暖機過程におけるエンジン油温およびミッション油温の変化に起因するフリクション変化が誤学習されてしまうのを回避することができる。そして、完全暖機の完了後に大気圧の安定している状況下でのみフリクション学習値が更新されることによっても、フリクションの誤学習を回避することができる。また、その後、フリクションの影響が学習された後に、大気圧の影響について学習がなされることにより、フリクションの影響と大気圧の影響とを混在させることなく、別個に学習することができる。以上のように、上記の順番での学習によれば、環境変化(大気圧変化)があっても、停止位置制御の精度に影響を与える主たる要因についての学習精度を良好に確保することができる。 According to the routine shown in FIG. 11 described above, the friction learning is performed after the complete warm-up is completed, and then the influence of the atmospheric pressure on the crank stop position is learned. By learning the main factors that affect the crank stop position in this order, first, it is possible to avoid erroneous learning of friction changes due to changes in engine oil temperature and mission oil temperature during the warm-up process. be able to. In addition, erroneous learning of friction can be avoided by updating the friction learning value only under the condition where the atmospheric pressure is stable after completion of complete warm-up. Further, after learning the influence of friction, learning about the influence of atmospheric pressure can be performed separately without mixing the influence of friction and the influence of atmospheric pressure. As described above, according to the learning in the above order, even when there is an environmental change (a change in atmospheric pressure), it is possible to satisfactorily ensure the learning accuracy for the main factors that affect the accuracy of the stop position control. .
また、上記ルーチンによれば、IGスイッチ58をONからOFFとする操作があったことが認められた場合には、最新のフリクション学習履歴が破棄される。このような処理によれば、フリクション学習値の更新がなされるのを、上記N回のフリクション学習がすべて1トリップ(IGスイッチ58がONにされてからその後にOFFとされるまでの車両走行期間)内で行われる場合のみに制限することができる。これにより、IGスイッチ58のOFF期間中に、例えばオイル交換がなされるといったフリクション変化要因が生じる場合であっても、そのようなフリクション変化がフリクション学習の精度に影響を与えるのを回避することができる。
Further, according to the above routine, when it is recognized that there has been an operation of turning the
また、上記ルーチンによれば、完全暖機が完了するまでは、ECU50が記憶している最新の点火カット回転数が内燃機関10の自動停止時に用いられることとなり、そのような暖機過程中には、停止位置誤差に基づく点火カット回転数の補正(更新)が禁止される。このような処理によれば、クランク停止位置が安定しない暖機過程中に、意図しない点火カット回転数に補正されるのを回避して、クランク停止位置の制御性を確保することができる。
Further, according to the above routine, until the complete warm-up is completed, the latest ignition cut speed stored in the
また、上記ルーチンによれば、気圧変化ΔPが比較的小さい状況下でのみ、つまり、極力大気圧変化の影響を受けない状況下でのみ、フリクション学習が実行される。このような処理によれば、大気圧変化に対するフリクションの学習精度を高度に確保することができる。 Further, according to the above routine, the friction learning is executed only under a situation where the atmospheric pressure change ΔP is relatively small, that is, only under a situation where the atmospheric pressure change is not affected as much as possible. According to such processing, it is possible to ensure a high degree of friction learning accuracy with respect to changes in atmospheric pressure.
また、上記ルーチンによれば、フリクション学習回数がN回に達した場合にのみ、つまり、学習頻度が所定値を超えた場合にのみ、学習値の更新(学習完了判定)が行われる。このような処理によれば、所定のN回に及んでなされた学習値をフリクションマップに反映させることができるので、再学習頻度を低下させることができ、良好な学習精度を確保することができる。 Further, according to the above routine, the learning value is updated (learning completion determination) only when the number of times of friction learning reaches N, that is, only when the learning frequency exceeds a predetermined value. According to such a process, the learning value that has been made N times can be reflected in the friction map, so that the relearning frequency can be reduced and good learning accuracy can be ensured. .
また、上記ルーチンによれば、フリクション学習が完了しており、かつ、大気圧が安定している状況下であるにも関わらず、クランク停止位置に基準値2を超えるようなずれが認められる場合には、目標とするクランク停止位置が得られるように、フィードバックゲインの微調整という形で点火カット回転数の補正が実行される。このような処理によれば、目標とするクランク停止位置を微調整することができ、これにより、クランク停止位置制御の精度を確保することができる。 Further, according to the above routine, even when the friction learning is completed and the atmospheric pressure is stable, a deviation exceeding the reference value 2 is recognized at the crank stop position. In order to obtain the target crank stop position, the ignition cut speed is corrected in the form of fine adjustment of the feedback gain. According to such processing, the target crank stop position can be finely adjusted, thereby ensuring the accuracy of crank stop position control.
また、上記ルーチンによれば、クラッチの係合状態に応じて、暖機過程中のクランク停止位置のずれ量を評価するための基準値1が変更される。このような処理によれば、クラッチの係合状態に応じて、精度の良い暖機判定を実施することが可能となる。 Further, according to the above routine, the reference value 1 for evaluating the shift amount of the crank stop position during the warm-up process is changed according to the engagement state of the clutch. According to such processing, it is possible to carry out accurate warm-up determination according to the engagement state of the clutch.
ところで、上述した実施の形態1においては、大気圧センサ57を備えるようにしているが、そのような大気圧センサ57を用いずに数値演算によって大気圧を取得する手法として、例えば以下のような手法が考えられる。すなわち、数値演算により筒内に供給される空気量と燃料量を算出し、これらに基づき、空燃比の推定値を算出する。そして、この推定値と空燃比センサによる空燃比の実測値との誤差を大気圧のずれ分として、標準大気圧に対する大気圧補正係数を算出するという手法である。
By the way, in the first embodiment described above, the
上記のような数値演算によって取得された大気圧は、大気圧センサ57により検出される大気圧に比しては精度が劣るものとなる。大気圧センサ57を備えずに、例えば上記のような手法で大気圧を取得するようにしているシステムの場合には、以下の図13に示すルーチンの処理を実行させるようにしてもよい。図13に示すルーチンは、上記ステップ148の処理がステップ152に置き換えられている点を除き、上述した図11に示すルーチンと同様であるため、ここでは、当該相違部分についてのみ説明する。
The atmospheric pressure acquired by the numerical calculation as described above is less accurate than the atmospheric pressure detected by the
すなわち、図13に示すルーチンでは、上記ステップ146において、調整項>基準値FBが成立すると判定された場合、すなわち、フリクション学習が完了しており、かつ、大気圧が安定している状況下においてクランク停止位置に基準値2を超えるようなずれが認められる場合であって、そのようなクランク停止位置のずれをなくすために、微調整の範囲を越えて点火カット回転数を大きく変更する必要が認められる場合には、フリクション学習履歴の破棄がなされずに、大気圧学習値のみが破棄される(ステップ152)。
That is, in the routine shown in FIG. 13, when it is determined in
つまり、上記のような修理によれば、所定のN回に及んでなされた学習値に基づくフリクション学習値の方が、大気圧センサ57に比して精度の低い手法で取得された大気圧に基づく大気圧学習値よりも重視される。このため、大気圧センサ57を備えないシステムにおいて、学習精度の低下を良好に抑えることができる。
In other words, according to the repair as described above, the friction learning value based on the learning value made N times in advance is the atmospheric pressure acquired by a method with lower accuracy than the
また、上述した実施の形態1においては、実クランク停止位置の前回値と今回値との変化量であるΔ停止位置に基づいて、内燃機関10が自動停止する際のクランク停止位置の変化代を取得するようにしている。しかしながら、本発明におけるクランク停止位置の変化代は、このような手法に限らず、例えば、エンジンモデル60により算出されるクランク停止位置のモデル推定値と実クランク停止位置との差(停止位置誤差)に基づいて算出されるものであってもよい。
Further, in the first embodiment described above, the change amount of the crank stop position when the
尚、上述した実施の形態1においては、エンジンフリクションモデル64およびミッションフリクションモデル65が前記第1の発明における「フリクションモデル」に相当している。また、ECU50が、エンジンモデル60の順モデル演算によりクランク停止位置の推定値を算出することにより前記第3の発明における「クランク位置推定手段」が、上記ステップ114〜132の処理を実行することにより前記第1の発明における「フリクション学習手段」が、上記ステップ134〜140の処理を実行することにより前記第1の発明における「大気圧学習手段」が、上記ステップ104〜112の処理を実行することにより前記第1の発明における「暖機判定手段」が、図11に示すルーチンの手順に従って各ステップの処理を実行することにより前記第1の発明における「学習順序設定手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU50が上記ステップ100の処理を実行することにより前記第2の発明における「システム状態判別手段」が実現されている。
また、ECU50が上記ステップ114の処理を実行することにより前記第4の発明における「大気圧情報取得手段」が実現されている。
また、ECU50が、上記ステップ142の処理を実行することにより前記第6または第8の発明における「停止位置変化取得手段」が、上記ステップ144の処理を実行することにより前記第6の発明における「燃焼カット回転数補正手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU50が上記ステップ108の処理を実行することにより前記第8の発明における「クラッチ係合状態判別手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the
Further, the “system state discriminating means” according to the second aspect of the present invention is realized by the
Further, the “atmospheric pressure information acquisition means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the
In addition, when the
Further, the “clutch engagement state discriminating means” according to the eighth aspect of the present invention is realized by the
実施の形態2.
次に、図14および図15を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成および図2に示すエンジンモデル60の構成を用いて、ECU50に図11に示すルーチンに代えて後述する図15に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system of the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIG. 1 and the configuration of the
[実施の形態2の特徴]
図14は、フリクショントルクと工場出荷当初の新品の内燃機関の擦り合わせ時間との関係を表した図である。図14に示す試験データによれば、工場出荷当初の段階、すなわち、内燃機関が組み立てられた後の擦り合わせ時間が短い初期段階では、その後に内燃機関内部の摺動部が馴染むまでは、フリクションが大幅に変化することが判る。本実施形態では、そのような内燃機関の組立て後の擦り合わせ時間が短い期間、言い換えれば、内燃機関の運転履歴が所定の判断基準より長くなるまでは、フリクションの誤学習を防止すべく、フリクション学習を禁止するようにした。
[Features of Embodiment 2]
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the friction torque and the friction time of a new internal combustion engine at the time of shipment from the factory. According to the test data shown in FIG. 14, in the initial stage of factory shipment, that is, in the initial stage where the rubbing time after the internal combustion engine is assembled is short, the friction until the sliding part inside the internal combustion engine gets used thereafter. Can be seen to change significantly. In the present embodiment, in order to prevent erroneous learning of the friction, the friction time after the assembly of the internal combustion engine is short, that is, until the operation history of the internal combustion engine becomes longer than a predetermined criterion. Learning was prohibited.
図15は、上記の機能を実現するために、本実施の形態2においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図15に示すルーチンでは、先ず、IGスイッチ58がONになっているか否かが判別され(ステップ200)、その結果、IGスイッチ58がONになっている場合には、内燃機関10が自動停止したか否かが判別される(ステップ202)。
FIG. 15 is a flowchart of a routine executed by the
上記ステップ202において、内燃機関10が自動停止したと判定された場合には、1回前の自動停止時点からの経過時間が取得され(ステップ204)。次いで、今回の内燃機関10の自動停止時の実クランク停止位置が取得される(ステップ206)。
If it is determined in
次に、前回の自動停止時点から所定時間αが経過しているか否かが判別される(ステップ208)。内燃機関10が新品であり、一定の使用期間を超えるまでの間は、上記図14に示すように、フリクション変化が大きい。このような段階において、実クランク停止位置の前回値と今回値とのずれ量であるΔ停止位置を比較する際、比較的短時間で連続的に自動停止が行われた場合には、Δ停止位置が小さな値となる。つまり、Δ停止位置の算出の際の時間間隔を適切に設定していなければ、Δ停止位置の値に応じて、内燃機関10の使用期間が浅いかどうかを正確に評価することができなくなる。そこで、本ルーチンでは、本ステップ208の処理によって、Δ停止位置が算出された際の時間間隔を把握するようにしている。
Next, it is determined whether or not a predetermined time α has elapsed since the previous automatic stop (step 208). As shown in FIG. 14, the friction change is large until the
上記ステップ208において、所定時間αの経過が認められた場合には、次いで、実クランク停止位置の前回値と今回値との変化量であるΔ停止位置が、所定の基準値3より小さいか否かが判別される(ステップ210)。尚、より具体的には、本ステップ210の処理は、上記図11に示すルーチンの処理と同様に、クラッチの係合状態に応じて、Δ停止位置が異なる基準値(3ONまたは3OFF)と比較される。
If it is determined in
上記ステップ210において、Δ停止位置<基準値3が成立すると判定された場合、すなわち、所定時間αが経過している中でのΔ停止位置が基準値3より小さくなったと認められた場合には、フリクション変化の大きい新品期間が経過したものと判断される。そして、この場合には、フリクション学習の実行が許可される(ステップ212)。
If it is determined in
また、図15に示すルーチンでは、上記ステップ202において、内燃機関10が自動停止していないと判定された場合には、次いで、工場から出荷された時点から現在までの経過時間が取得される(ステップ214)。次いで、当該経過時間が所定時間βより長いか否かが判別される(ステップ216)。所定時間βは、内燃機関10の新品時の大幅なフリクション変化が収まったことを判別できるような時間に設定されている。次いで、上記ステップ216において、上記経過時間>所定時間βが成立すると判定された場合には、フリクション学習の実行が許可(フリクション学習許可フラグON)される(ステップ212)。
In the routine shown in FIG. 15, if it is determined in
以上説明した図15に示すルーチンによれば、内燃機関10の自動停止が行われた場合には、内燃機関10が新品状態である場合の大きなフリクション変化の特性に着目して、内燃機関10の出荷初期の運転履歴を正確に判断して、フリクション学習実行を許可するタイミングを適切に定めることができる。また、内燃機関10の自動停止が行われないような場合についても、工場出荷時点からの経過時間に基づいて、内燃機関10の出荷初期の運転履歴を正確に判断して、フリクション学習実行を許可するタイミングを適切に定めることができる。以上のように、本実施形態の手法によれば、内燃機関10の運転履歴が短く、出荷初期の大きなフリクション変化が存在すると想定される状況下では、フリクション学習が禁止されるので、その間にフリクションの影響が誤学習されるのを防止することができる。
According to the routine shown in FIG. 15 described above, when the
ところで、上述した実施の形態2においては、内燃機関の運転履歴が所定の判断基準より長くなるまではフリクション学習を禁止するという構成が説明されている。このような構成は、以下の図16に示すように、上述した実施の形態1の構成と組み合わせるようにしてもよい。 Incidentally, in the second embodiment described above, a configuration is described in which friction learning is prohibited until the operation history of the internal combustion engine becomes longer than a predetermined criterion. Such a configuration may be combined with the configuration of the first embodiment described above as shown in FIG.
図16に示すルーチンは、基本的に上記図11に示すルーチンと図15に示すルーチンとを組み合わせたものである。図16に示すルーチンでは、IGスイッチ58がONになっている場合には(ステップ100)、先ず、完全暖機完了判定(ステップ104〜112)が実行され、次いで、フリクション学習許可フラグがONになっているか否かが判別される(ステップ218)。
The routine shown in FIG. 16 is basically a combination of the routine shown in FIG. 11 and the routine shown in FIG. In the routine shown in FIG. 16, when the
上記ステップ218において、フリクション学習許可フラグがONになっていない場合には、内燃機関10の使用期間の浅い新品状態であると判断され、次いで、フリクション学習を許可してもよいかどうかを判定するため、上記図15に示すルーチンのステップ202〜216の処理が実行される。
In
上記ステップ218において、フリクション学習許可フラグがONになっている場合には、フリクション学習(ステップ114〜132)が実行される。次いで、大気圧学習(ステップ134〜140)、或いは、点火カット回転数の補正およびフリクション学習の有効性判断(ステップ142〜148)が実行される。
また、IGスイッチ58をONからOFFとする操作があったことが認められた場合には(ステップ100)、上記図11に示すルーチンの場合と同様に、最新のフリクション学習履歴が破棄される(ステップ150)。
If the friction learning permission flag is ON in
In addition, when it is recognized that there has been an operation of turning the
尚、上述した実施の形態2においては、ECU50が上記ステップ204〜210の一連の処理、或いは上記ステップ214および216の処理を実行することにより前記第7の発明における「運転履歴取得手段」が実現されている。
In the second embodiment described above, the “operating history acquisition means” according to the seventh aspect of the present invention is realized by the
10 内燃機関
12 ピストン
14 コンロッド
16 クランク軸
24 スロットルバルブ
26 スロットルポジションセンサ
40 クランク角センサ
42 カム角センサ
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 空燃比センサ
54 水温センサ
56 クラッチスイッチ
57 大気圧センサ
58 IGスイッチ
59 トリップメータ
60 エンジンモデル
62 クランク軸周りの運動方程式演算部
64 エンジンフリクションモデル
65 ミッションフリクションモデル
66 吸気圧力推定モデル
68 筒内圧推定モデル
70 燃焼波形算出部
72 大気圧補正項算出部
74 大気温補正項算出部
76 PIDコントローラ
dQ/dθ 熱発生率
dθ/dt クランク角回転速度
DESCRIPTION OF
52 Air-
dQ / dθ Heat release rate
dθ / dt Crank angle rotation speed
Claims (8)
前記フリクションおよび大気圧を含む所定のパラメータに基づいて、クランク停止位置の推定値を取得するクランク位置推定手段と、
内燃機関のクランク角度情報に基づいて、前記フリクションモデルを学習するフリクション学習手段と、
クランク停止位置への大気圧の影響を学習する大気圧学習手段と、
車両システムの暖機が完了したか否かを判定する暖機判定手段と、
前記暖機が完了したと判定された場合に、前記フリクションモデルの学習を実行し、当該フリクションモデルの学習が完了したと判定された後に大気圧の前記学習を実行する学習順序設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の停止位置制御装置。 A friction model that calculates the friction that is input to the crankshaft of the internal combustion engine;
Crank position estimating means for acquiring an estimated value of the crank stop position based on predetermined parameters including the friction and atmospheric pressure;
Friction learning means for learning the friction model based on crank angle information of the internal combustion engine;
Atmospheric pressure learning means for learning the influence of atmospheric pressure on the crank stop position;
A warm-up determination means for determining whether the warm-up of the vehicle system is completed;
Learning sequence setting means for performing learning of the friction model when it is determined that the warm-up is completed, and performing learning of the atmospheric pressure after it is determined that learning of the friction model is completed;
A stop position control device for an internal combustion engine, comprising:
車両システムが停止したと判定された場合には、前記フリクションモデルの学習履歴を破棄することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の停止位置制御装置。 A system state determining means for determining start and stop of the vehicle system;
2. The stop position control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when it is determined that the vehicle system has stopped, the learning history of the friction model is discarded.
車両システムが暖機過程中であると判定された場合には、燃焼カット回転数の更新を禁止することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の停止位置制御装置。 The internal combustion engine stop position control device controls a crank stop position by controlling a combustion cut rotational speed for stopping combustion of the internal combustion engine,
3. The stop position control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein, when it is determined that the vehicle system is in a warm-up process, updating of the combustion cut speed is prohibited.
前記フリクション学習手段は、大気圧変化が比較的小さいと判定された場合に、前記学習を実行することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の停止位置制御装置。 It further comprises atmospheric pressure information acquisition means for acquiring atmospheric pressure information,
4. The stop position control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the friction learning unit performs the learning when it is determined that a change in atmospheric pressure is relatively small. 5.
クランク停止位置の前記変化代が所定値を超える場合には、クランク停止位置が目標とする停止位置となるように、燃焼カット回転数を補正する燃焼カット回転数補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の停止位置制御装置。 Stop position change acquisition means for acquiring a change margin of the crank stop position;
Combustion cut speed correction means for correcting the combustion cut speed so that the crank stop position becomes a target stop position when the change margin of the crank stop position exceeds a predetermined value;
The stop position control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記フリクション学習手段は、前記システム運転履歴が所定の判断基準より長くなるまでは前記フリクションモデルの前記学習を禁止することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の停止位置制御装置。 It further comprises driving history acquisition means for acquiring a system driving history after the vehicle system is assembled,
2. The stop position control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the friction learning unit prohibits the learning of the friction model until the system operation history becomes longer than a predetermined determination criterion.
クランク停止位置の変化代を取得する停止位置変化取得手段とを更に備え、
前記暖機判定手段は、クランク停止位置の前記変化代に基づいて暖気が完了したか否かを判定するものであって、
当該暖機判定手段が暖機判定時に用いるクランク停止位置の前記変化代の判定基準値を、前記クラッチの係合状態に応じて異なる値としたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の停止位置制御装置。 Clutch engagement state determining means for determining an engagement state of a clutch disposed between the internal combustion engine and the transmission;
A stop position change acquisition means for acquiring a change amount of the crank stop position;
The warm-up determination means determines whether warm-up is completed based on the change margin of the crank stop position,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a determination reference value of the change allowance of the crank stop position used when the warm-up determination unit determines warm-up is set to a different value depending on an engagement state of the clutch. Stop position control device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02305342A (en) * | 1989-05-18 | 1990-12-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | Idling engine speed controller |
JP2004150424A (en) * | 2002-09-03 | 2004-05-27 | Toyota Motor Corp | Controlling device of internal combustion engine |
JP2006029247A (en) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Denso Corp | Stop and start control device for engine |
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2006
- 2006-10-04 JP JP2006273174A patent/JP4661756B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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