JP2009209852A - Idling control device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジンのアイドル制御装置に関する。 The present invention relates to an engine idle control device.
従来のエンジンのアイドル制御装置として、補機類や外乱等に起因するエンジン負荷の変化によってエンジン回転速度が変動したときに、吸入空気量及び点火時期を制御して、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前述した従来のエンジンのアイドル制御装置は、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるためのトルク指定値のうち、吸気系の応答遅れによるトルク指令値の不足分を、応答の速い点火時期で補償して、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるというものであった。 However, the above-described conventional engine idle control device, in the torque designation value for matching the engine rotation speed to the target idle rotation speed, detects a shortage of the torque command value due to the response delay of the intake system, and performs a quick response. Compensating with time, the engine speed was converged to the target idle speed.
アイドル時の基準点火時期を最大トルクが得られる最適点火時期(MBT;Minimum Advance for Best Torque)に設定すると、点火時期を進角又は遅角させても、トルクを増加させることはできない。そのため、アイドル時の基準点火時期を最適点火時期に設定すると、点火時期によるトルク減少補正はできるが、トルク増加補正はできない。よって、アイドル制御の安定性が悪化するという問題点があった。 If the reference ignition timing at the time of idling is set to an optimum ignition timing (MBT: Minimum Advance for Best Torque) at which the maximum torque can be obtained, the torque cannot be increased even if the ignition timing is advanced or retarded. For this reason, if the reference ignition timing during idling is set to the optimum ignition timing, torque decrease correction can be performed by ignition timing, but torque increase correction cannot be performed. Therefore, there is a problem that the stability of idle control deteriorates.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、アイドル時の基準点火時期を最適点火時期に設定したときでも、アイドル制御の安定性を確保することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and aims to ensure the stability of idle control even when the reference ignition timing at the time of idling is set to the optimum ignition timing. .
本発明は以下のような解決手段によって、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするため、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、エンジン(1)のアイドル制御装置であって、車両の運転状態に応じて、制御対象に対する入力の基本指令値を演算する目標値演算手段(121、S31)と、吸気系の応答特性Gp(s)の逆系と、吸気系の規範応答Gm(s)と、を含み、前記基本指令値に基づいて位相補償値を演算する動特性補償手段(123、S35)と、前記位相補償値に応じて、エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段(140)と、前記基本指令値と前記吸気系の規範応答Gm(s)とに基づいて、規範指令値を演算する規範指令値演算手段(122)と、前記基本指令値と前記規範指令値との偏差をトルク補正値とするトルク補正値演算手段(125、S35)と、前記トルク補正値に応じて、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段(130)と、前記トルク補正値が正値のときは前記吸気系の規範応答Gm(s)を速い応答特性に切り替え、前記トルク補正値が負値のときは前記吸気系の規範応答Gm(s)を遅い応答特性に切り替える応答特性切り替え手段(124、S33、S34)と、を備えることを特徴とする。 The present invention is an idle control device for an engine (1), which is a target value calculation means (121, S31) for calculating a basic command value of an input to a controlled object according to a driving state of a vehicle, and a response of an intake system Dynamic characteristic compensation means (123, S35) for calculating a phase compensation value based on the basic command value, including an inverse system of the characteristic Gp (s) and a reference response Gm (s) of the intake system; and the phase In accordance with the compensation value, the reference command value is calculated based on the intake air amount control means (140) for controlling the intake air amount of the engine, and the basic command value and the reference response Gm (s) of the intake system. A reference command value calculation means (122), a torque correction value calculation means (125, S35) that uses a deviation between the basic command value and the reference command value as a torque correction value, and the engine correction value according to the torque correction value. Ignition timing for controlling ignition timing When the torque correction value is a positive value, the reference response Gm (s) of the intake system is switched to a fast response characteristic, and when the torque correction value is a negative value, the reference response of the intake system Response characteristic switching means (124, S33, S34) for switching Gm (s) to a slow response characteristic.
点火時期制御によるトルク補正が可能な領域では、吸気系の応答特性が飽和しないように吸気系の規範応答特性を遅くして、吸気系の応答遅れによるトルク不足分を応答の速い点火時期制御で補償をすることができる。一方で、点火時期制御によるトルク補正が不可能な領域では、吸気系の規範応答特性を速くすることで、点火時期制御による依存度を小さくすることができる。 In the region where torque correction by ignition timing control is possible, the reference response characteristic of the intake system is delayed so that the response characteristic of the intake system does not saturate, and the shortage of torque due to the response delay of the intake system is controlled by the ignition timing control with a quick response. Can be compensated. On the other hand, in a region where torque correction by ignition timing control is impossible, the dependence on ignition timing control can be reduced by increasing the reference response characteristics of the intake system.
そのため、アイドル時の基準点火時期を最適点火時期に設定した場合であっても、エンジンの回転速度変動を抑制することができ、安定したアイドル制御を実施することができる。 Therefore, even when the reference ignition timing during idling is set to the optimum ignition timing, engine speed fluctuations can be suppressed, and stable idling control can be performed.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるエンジンのアイドル制御装置の概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine idle control device according to a first embodiment of the present invention.
エンジン1は、シリンダブロック2と、その頂部を覆うシリンダヘッド3とを備える。
The
シリンダブロック2には、複数のシリンダ2aが形成される。なお、図1では図面の煩雑を防止し、発明の理解を容易にするために1つのシリンダ2aを記載した。シリンダ2aには、ピストン4が摺動自在に嵌合する。これらシリンダブロック2とシリンダヘッド3とピストン4とによって、ペントルーフ形の燃焼室5が区画形成される。燃焼室5の頂壁中心には、点火栓6が配設される。
The
シリンダヘッド3には、燃焼室5の頂壁に開口する吸気通路20と排気通路30とが形成される。吸気通路20の開口を吸気バルブ21が開閉し、排気通路30の開口を排気バルブ31が開閉する。
The cylinder head 3 is formed with an
吸気通路20には、上流から順にエアクリーナ22と、エアフローセンサ23と、スロットルバルブ24と、燃料噴射弁25とが設けられる。
The
エアクリーナ22は、空気中に含まれる異物を除去する。
The
エアフローセンサ23は、エンジン1に吸入される空気の流量(吸気量)を検出する。
The
スロットルバルブ24は、吸気マニホールド26に流入する空気の流量を調節する。スロットルバルブ24の開度は、スロットルセンサ27によって検出される。
The
燃料噴射弁25は、エンジン運転状態に応じて燃料を噴射する。
The
コントローラ40は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ40には、上述したセンサ信号のほかにも、クランク角に基づいてエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ41、エンジン1の水温を検出するエンジン水温センサ42、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサ43などの各種センサからの信号が入力される。コントローラ40は、これら各種センサからの検出信号に基づいて、燃料噴射量や点火時期などを運転状態に応じて最適に制御する。以下、コントローラ40で実行される本実施形態によるアイドル制御について説明する。
The
図2は、コントローラ40のアイドル制御部100について説明するブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the
アイドル制御部100は、フィードフォワード補償部(以下「F/F補償部」という)110と、フィードバック補償部(以下「F/B補償部」という)120と、点火時期制御部130と、吸入空気量制御部140と、加算器150と、加算器160とを備える。
The
F/F補償部110には、エンジン水温、エンジン負荷及び目標エンジン回転速度が入力される。これらの入力値に基づき、F/F補償部110は、吸気系のフィードフォワードトルク指令値(以下「吸気系F/Fトルク指令値」という)TQ_FFと、点火系のフィードフォワードトルク指令値(以下「点火系F/Fトルク指令値」という)TADV_FFと、を算出する。F/F補償部110は、予めメモリ上に記憶されたマップを参照して、吸気系F/Fトルク指令値TQ_FFと、点火系F/Fトルク指令値TADV_FFとを算出する。
The engine water temperature, the engine load, and the target engine rotation speed are input to the F /
F/B補償部120には、目標エンジン回転速度及び実エンジン回転速度が入力される。F/B補償部120は、これらの入力値に基づいて、実エンジン回転速度を目標回転速度に一致させるための、吸気系のフィードバックトルク指令値(以下「吸気系F/Bトルク指令値」という)TQ_FBと、点火系のフィードバックトルク指令値(以下「点火系F/Bトルク指令値」という)TADV_FBと、を算出する。F/B補償部120の詳細は、図3を参照して後述する。
The target engine speed and the actual engine speed are input to the F /
加算器150は、以下の(1)式によって点火系トルク指令値TADVを算出する。
The
加算器160は、以下の(2)式によって吸気系トルク指令値TQを算出する。
The
点火時期制御部130には、点火系トルク指令値TADVが入力される。点火時期制御部130は、点火系トルク指令値TADVに応じて目標点火時期を算出し、その目標点火時期となるように、点火栓6の点火時期を制御する。
An ignition system torque command value T ADV is input to the ignition
吸入空気量制御部140には、吸気系トルク指令値TQが入力される。吸入空気量制御部140は、吸気系トルク指令値TQに応じて目標スロットル開度を算出し、その目標スロットル開度に一致するように、スロットルバルブ24を制御する。
An intake system torque command value TQ is input to the intake air
図3は、F/B補償部120の詳細を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the F /
F/B補償部120は、F/B制御部121と、吸気系トルク規範値演算部122と、位相補償部123と、正負符号判断部124と、減算器125と、を備える。
The F /
F/B制御部121は、目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差に対して、以下の(3)式のF/B補償を施し、F/Bトルク指令値TFBを算出する。(3)式は、実際にはタスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて算出される。(3)式中の制御定数Kp、Ki、Kdや1次の近似微分フィルタの時定数TDIVはゲイン余裕や位相余裕を考慮して決定される。
The F /
吸気系トルク規範値演算部122は、F/Bトルク指令値TFBを入力とし、以下の(4)式に示す吸気系の規範モデルの伝達関数(規範応答特性)Gm(s)を用いて吸気系トルク規範値を算出する。(4)式中の時定数Trefの決定方法については後で詳述するが、正負符号判断部の判断結果に基づいて決定される。
The intake system torque reference
減算器125は、F/Bトルク指令値TFBと、吸気系トルク規範値と、の偏差である点火系F/Bトルク指令値TADV_FBを算出する((5)式参照)。
The
位相補償器123は、F/Bトルク指令値TFBを入力とし、吸気系の規範モデルの伝達関数Gm(s)と、(6)式に示す吸気系の応答特性を示す伝達関数Gp(s)の逆系の積と、で構成されたフィルタによって位相補償を施し、吸気系トルク指令値TQ_FBを算出する((7)式参照)。(6)式中の時定数Tqaについては図4を参照して後述する。
The
正負符号判断部124は、遅延演算子126から出力された点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZの符号が正か負かを判定する。
The positive / negative
ここで、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZが正のときは(TADV_FBZ≧0)、吸気系トルク規範値演算部122及び位相補償器123において、吸気系の規範応答特性を速い応答特性とするため、伝達関数Gm(s)の時定数TrefをTref=Tfastとする。
Here, when the previous value T ADV — FBZ of the ignition system F / B torque command value is positive (T ADV — FBZ ≧ 0), the intake system torque
一方で、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZが負のときは(TADV_FBZ<0)、吸気系トルク規範値演算部及び位相補償器において、吸気系の規範応答特性を遅い応答特性とするため、伝達関数Gm(s)の時定数TrefをTref=Tslow(>Tfast)とする。 On the other hand, when the previous value T ADV — FBZ of the ignition system F / B torque command value is negative (T ADV — FBZ <0), the intake system norm response is calculated in the intake system torque norm calculation unit and the phase compensator. To make the characteristic a slow response characteristic, the time constant T ref of the transfer function G m (s) is set to T ref = T slow (> T fast ).
以下では、このように点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZの正負に基づいて伝達関数Gm(s)の時定数Trefを切り替える理由について説明する。 Hereinafter, the reason why the time constant T ref of the transfer function G m (s) is switched based on the sign of the previous value T ADV — FBZ of the ignition system F / B torque command value will be described.
前述したようにアイドル時の基準点火時期を最大トルクが得られる最適点火時期(MBT)に設定したときには、点火時期を進角又は遅角させても、トルクを増加させることはできない。つまり、点火時期を制御することによって、トルクを減少させることはできるが、トルクを増加させることはできない。そして、最適点火時期からの進角補正はノッキングのおそれがあるため、実際には、点火時期の遅角によるトルク減少補正しかすることができない。 As described above, when the reference ignition timing during idling is set to the optimum ignition timing (MBT) at which the maximum torque can be obtained, the torque cannot be increased even if the ignition timing is advanced or retarded. That is, by controlling the ignition timing, the torque can be reduced, but the torque cannot be increased. Since the advance angle correction from the optimal ignition timing may cause knocking, in practice, only torque reduction correction based on the retard of the ignition timing can be performed.
また、スロットルバルブ24を制御してから、その変化分の空気が吸入されてトルクを発生するまでに時間がかかるため、スロットルバルブ24をステップで動かしても、トルクがステップで立ち上がることはない。つまり、吸気系の応答特性の立ち上がり速度には飽和特性がある。したがって、吸気系の規範応答特性に一致させた吸気系の応答特性が飽和すると、制御が不安定になりやすい。
Further, since it takes time from the time when the
そのため、点火時期制御によるトルク補正が可能な領域では、吸気系の応答特性が飽和しない程度に吸気系の規範応答特性を遅くして、できるだけ点火時期制御による補償をすることが望ましい。 For this reason, in a region where torque correction by ignition timing control is possible, it is desirable to delay the intake system normative response characteristic to such an extent that the intake system response characteristic is not saturated, and to compensate by ignition timing control as much as possible.
一方で、点火時期制御によるトルク補正が不可能な領域では、吸気系の応答特性が飽和してもかまわないので、吸気系の規範応答特性を速くして、できるだけ点火時期制御による依存度を小さくすることが望ましい。 On the other hand, in the region where torque correction by ignition timing control is not possible, the response characteristic of the intake system may be saturated, so the reference response characteristic of the intake system can be made faster and the dependence by ignition timing control can be made as small as possible. It is desirable to do.
そこで、本実施形態では、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZが正のとき、すなわち点火時期制御によるトルク増加補正が要求されているときは、吸気系の規範応答特性を速い応答特性として、点火時期制御に対する依存度を小さくしている。 Therefore, in this embodiment, when the previous value T ADV _ FBZ the ignition system F / B torque command value is positive, i.e., when the torque increase correction by the ignition timing control is required, the nominal response characteristics of the intake system As a quick response characteristic, the dependence on the ignition timing control is reduced.
一方で、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZが負のとき、すなわち点火時期制御によるトルク減少補正が要求されているときは、吸気系の規範応答特性を遅い応答特性として、応答の速い点火時期制御に対する依存度を大きくしている。 On the other hand, when the previous value T ADV _ FBZ of the ignition system F / B torque command value is negative, i.e., when the torque reduction correction by the ignition timing control is required, as slow response characteristic nominal response characteristic of the intake system Dependency on quick ignition timing control is increased.
図4は、吸気系の応答特性を示す伝達関数Gp(s)の時定数Tqaを設定するためのテーブルである。 FIG. 4 is a table for setting the time constant T qa of the transfer function Gp (s) indicating the response characteristic of the intake system.
スロットルバルブ24を制御してから、その変化分の空気がシリンダ内に吸入されてトルクを発生させるまでには時間がかかる。そして、この時間はエンジン1の運転状態によって変化する。
After the
そこで、本実施形態では、図4に示すように、エンジン回転速度が速いときほど、時定数Tqaが小さくなるように設定する。すなわち、エンジン回転速度が速いときほど、吸気系の応答特性が速くなるように設定する。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the time constant T qa is set to be smaller as the engine speed is higher. That is, the response characteristic of the intake system is set to be faster as the engine speed is higher.
これにより、吸気系の応答特性Gp(s)と、実際の応答特性との不一致を防止することができるので、アイドル制御の安定性を向上させることができる。 As a result, the inconsistency between the response characteristic Gp (s) of the intake system and the actual response characteristic can be prevented, and the stability of the idle control can be improved.
図5は、本実施形態によるアイドル制御を説明するフローチャートである。コントローラ40は、このルーチンをエンジン運転中に所定の演算周期で繰り返し実行する。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the idle control according to the present embodiment. The
ステップS1において、コントローラ40は、エンジンの運転状態がアイドル運転状態であるか否かを判定する。具体的にはアクセルストロークセンサ43からの入力信号に基づいて、アクセルペダルが踏み込まれている否かを判定する。コントローラ40は、アクセルペダルが踏み込まれていなければアイドル運転状態と判定して、ステップS2に処理を移行する。一方で、アクセルペダルが踏み込まれていれば、今回の処理を終了する。
In step S1, the
ステップS2において、コントローラ40は、吸気系F/Fトルク指令値TQ_FFと、点火系F/Fトルク指令値TADV_FFと、を算出する。具体的には、エンジン水温、エンジン負荷及び目標エンジン回転速度に応じ、予めメモリ上に記憶したマップを参照することによって算出する。
In step S2, the
ステップS3において、コントローラ40は、吸気系F/Bトルク指令値TQ_FBと、点火系F/Bトルク指令値TADV_FBと、を算出する。具体的な内容は図6を参照して後述する。
In step S3, the
ステップS4において、コントローラ40は、吸気系トルク指令値TQと、点火系トルク指令値TADVと、を算出する。
In step S4, the
図6は、F/B補償部120の演算処理を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the calculation process of the F /
ステップS31において、コントローラ40は、エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に一致させるためのF/Bトルク指令値TFBを算出する。
In step S31, the
ステップS32において、コントローラ40は、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZの符号が正か否かを判定する。コントローラ40は、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZの符号が正であれば(TADV_FBZ≧0)、ステップS33に処理を移行する。一方で、点火系F/Bトルク指令値の前回値TADV_FBZの符号が負であれば(TADV_FBZ<0)、ステップS34に処理を移行する。
In step S32, the
ステップS33において、コントローラ40は、吸気系の規範応答特性を速い応答特性とするため、時定数TrefをTref=Tfastとする。
In step S33, the
ステップS34において、コントローラ40は、吸気系の規範応答特性を遅い応答特性とするため、時定数TrefをTref=Tslow(>Tfast)とする。
In step S34, the
ステップS35において、コントローラ40は、吸気系F/Bトルク指令値TQ_FBと、点火系F/Bトルク指令値TADV_FBと、を算出する。
In step S35, the
図7は、本実施形態によるアイドル制御について説明するタイムチャートである。発明の理解を容易にするため、従来例を破線で示す。以下、図6のフローチャートとの対応を明確にするため、フローチャートのステップ番号を併記して説明する。 FIG. 7 is a time chart for explaining the idle control according to the present embodiment. In order to facilitate understanding of the invention, a conventional example is indicated by a broken line. Hereinafter, in order to clarify the correspondence with the flowchart of FIG.
時刻t1で、エンジンに負荷トルクが入力され(図7(A))、エンジン回転速度が低下すると(図7(B))、コントローラ40は、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度へ一致させるべく、本実施形態によるアイドル制御を実行する。
When the load torque is input to the engine at time t1 (FIG. 7A) and the engine rotation speed decreases (FIG. 7B), the
時刻t1からt2までは、減算器125から出力される点火系F/Bトルク指令値TADV_FBが正の値となっている(図7(F);S32でYes)。したがって、コントローラ40は、吸気系トルク規範値演算部122及び位相補償器123において、吸気系の規範応答特性を速い応答特性とするため、伝達関数Gm(s)の時定数TrefをTref=Tfastとする(図7(G);S33)。
From time t1 to time t2, the ignition system F / B torque command value T ADV — FB output from the
なお、点火系F/Bトルク指令値TADV_FBが正の値ということは、点火時期制御によるトルク増加補正が要求されているということだが、アイドル時の基準点火時期は最大トルクが得られる最適点火時期に設定されている。したがって、コントローラ40は点火時期の補正を実施しない(図7(E))。
Note that the positive value of the ignition system F / B torque command value T ADV — FB means that torque increase correction by ignition timing control is required, but the maximum torque can be obtained at the reference ignition timing during idling. The optimal ignition timing is set. Therefore, the
このように、点火時期制御ができないときは、吸気系の規範応答特性を速い応答特性とすることで、従来例と比べてエンジン回転速度の低下を抑制することができる(図7(B))。 Thus, when ignition timing control cannot be performed, the reference response characteristic of the intake system is set to a quick response characteristic, so that a decrease in engine rotation speed can be suppressed as compared to the conventional example (FIG. 7B). .
時刻t2からt3までは、加算器から出力される点火系F/Bトルク指令値TADV_FBが負の値となっている(図7(F);S32でNo)。したがって、コントローラ40は、吸気系トルク規範値演算部122及び位相補償器123において、吸気系の規範応答特性を遅い応答特性とするため、伝達関数Gm(s)の時定数TrefをTref=Tslowとする(図7(G);S34)。
From time t2 to t3, the ignition system F / B torque command value T ADV — FB output from the adder is a negative value (FIG. 7F; No in S32). Accordingly, the
また、点火系F/Bトルク指令値TADV_FBが負の値ということは、点火時期制御によるトルク減少補正が要求されているということである。したがってコントローラ40は、点火時期を遅角補正する(図7(E))。
Further, the negative value of the ignition system F / B torque command value T ADV — FB means that torque reduction correction by ignition timing control is required. Therefore, the
このように、点火時期制御ができるときは、吸気系の応答遅れによるトルク不足分を応答の速い点火時期制御で補償することができる。その結果、全体としてエンジン回転速度の低下を抑え、振動も小さくできる(図7(B))。 Thus, when ignition timing control can be performed, the shortage of torque due to response delay of the intake system can be compensated by ignition timing control having a quick response. As a result, a decrease in the engine rotation speed can be suppressed as a whole, and vibration can be reduced (FIG. 7B).
時刻t3からt4までは、前述した時刻t1からt2までと同じことが実施されているため説明を省略する。同じく時刻t4からt5までは、前述した時刻t2からt3までと同じことが実施されているため説明を省略する。 From time t3 to t4, the same thing as time t1 to t2 described above is carried out, so the description is omitted. Similarly, from time t4 to t5, the same operation as from time t2 to t3 described above is performed, and thus the description thereof is omitted.
以上説明した本実施形態によれば、吸気系へのトルク指令値に位相進み補償を施すことによって、吸気系の応答を吸気系の規範モデルの伝達関数(規範応答特性)Gm(s)に一致させる。その上で、吸気系の応答遅れによるトルク不足分を点火系へのトルク指令値として配分する。そして、点火系へのトルク指令値の正負符号に基づいて、吸気系の規範応答特性Gm(s)を切り替える。 According to the present embodiment described above, the response of the intake system matches the transfer function (reference response characteristic) Gm (s) of the reference model of the intake system by performing phase advance compensation on the torque command value to the intake system. Let Then, the torque shortage due to the response delay of the intake system is distributed as a torque command value to the ignition system. Then, based on the sign of the torque command value to the ignition system, the reference response characteristic Gm (s) of the intake system is switched.
具体的には、点火系へのトルク指令値が正の場合は、規範応答特性Gm(s)を速い応答特性に切り替え、点火時期制御に対する依存度を小さくする。一方で、点火系へのトルク指令値が負の場合は、規範応答特性Gm(s)を遅い応答特性に切り替え、応答の速い点火時期制御の依存度を大きくする。 Specifically, when the torque command value to the ignition system is positive, the reference response characteristic Gm (s) is switched to a fast response characteristic to reduce the dependence on the ignition timing control. On the other hand, when the torque command value to the ignition system is negative, the reference response characteristic Gm (s) is switched to the slow response characteristic, and the dependence of the ignition timing control having a quick response is increased.
これにより、点火時期制御によるトルク補正が可能な領域では、吸気系の応答特性が飽和しない程度に吸気系の規範応答特性を遅くして、吸気系の応答遅れによるトルク不足分を応答の速い点火時期制御で補償をすることができる。一方で、点火時期制御によるトルク補正が不可能な領域では、吸気系の規範応答特性を速くすることで、点火時期制御による依存度を小さくすることができる。 In this way, in the region where torque correction by ignition timing control is possible, the reference response characteristic of the intake system is delayed to such an extent that the response characteristic of the intake system is not saturated, and the shortage of torque due to the response delay of the intake system is ignited quickly. Compensation can be made by timing control. On the other hand, in a region where torque correction by ignition timing control is impossible, the dependence on ignition timing control can be reduced by increasing the reference response characteristics of the intake system.
その結果、アイドル時の基準点火時期を最適点火時期に設定した場合であっても、エンジン1の回転速度変動を抑制することができ、安定したアイドル制御を実施することができる。
As a result, even when the reference ignition timing during idling is set to the optimal ignition timing, fluctuations in the rotational speed of the
また、吸気系の応答特性を示す伝達関数Gp(s)の時定数Tqaをエンジン回転速度が速いときほど小さくなるように設定した。これにより、吸気系の応答特性Gp(s)と、実際の応答特性との不一致を防止することができるので、アイドル制御の安定性をより向上させることができる。 Further, the time constant T qa of the transfer function Gp (s) indicating the response characteristic of the intake system is set so as to decrease as the engine speed increases. As a result, mismatch between the response characteristic Gp (s) of the intake system and the actual response characteristic can be prevented, so that the stability of idle control can be further improved.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態によるアイドル制御について説明する。本発明の第2実施形態は、吸気系トルク規範値演算部122から出力された吸気系トルク規範値に吸気系の飽和特性を考慮してトルク変化率制限をかける点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, idle control according to the second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that a torque change rate restriction is applied to the intake system torque reference value output from the intake system torque reference
図8は、本実施形態によるF/B補償部120の詳細を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating details of the F /
トルク変化率制限部201には、吸気系トルク規範値演算部122から出力された吸気系トルク規範値が入力される。トルク変化率制限部201は、吸気系の規範応答特性に一致させた吸気系の応答特性が飽和している場合であっても、トルク変化率が一定値以上にならないように制限する。
The intake system torque reference value output from the intake system torque
前述したように、吸気系の応答特性の立ち上がり速度には飽和特性(トルク変化率飽和)がある。 As described above, the rising speed of the response characteristic of the intake system has a saturation characteristic (torque change rate saturation).
したがって、点火時期による遅角補正が実施されているときに、吸気系の規範応答特性に一致させた吸気系の応答特性が飽和すると、コントローラは、実際に吸気系で発生するトルク以上のトルクが吸気系で発生していると認識してしまう。つまり、吸気系トルク規範値演算部122から出力された吸気系トルク規範値が実際よりも大きくなる。
Therefore, when the retardation correction based on the ignition timing is being performed, if the response characteristic of the intake system that is matched to the reference response characteristic of the intake system is saturated, the controller has a torque higher than the torque actually generated in the intake system. It will be recognized as occurring in the intake system. That is, the intake system torque reference value output from the intake system torque reference
そうすると、トルク変化率制限部201を設けない場合には、減算器125が、点火系のトルク指令値から吸気系が実際に発生させているトルクよりも大きい吸気系トルク規範値を引いてしまうことになる。
Then, when the torque change
その結果、点火系F/Bトルク指令値が小さくなり、点火時期の遅角によるトルク減少補正が小さくなるので、エンジンの回転速度変動が大きくなってしまう。 As a result, the ignition system F / B torque command value becomes small, and the torque reduction correction due to the retard of the ignition timing becomes small, so that the engine speed fluctuation becomes large.
そこで、本実施形態では、吸気系の飽和特性を考慮してトルク変化率制限部201を設け、トルク変化率制限部201の出力を減算器125への入力としたのである。
Therefore, in this embodiment, the torque change
図9は、トルク変化率制限部201を設けた場合(実線)及び設けなかった場合(破線)のエンジン1の回転速度変動を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing the rotational speed fluctuation of the
図9に示すように、時刻t11からt12の期間において、点火時期による遅角補正が実施されている場合に、トルク変化率制限部201が設けられている本実施形態では、エンジン回転速度の上昇を抑制し回転速度変動を小さくすることができる。
As shown in FIG. 9, in the present embodiment in which the torque change
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
例えば、第1実施形態では、吸気系の応答特性エンジン回転速度に応じて変化させたが、吸気系の応答特性は、エンジントルクやエンジン水温等に応じて変化することも考えられるので、それらに応じて変化させることにしても良い。 For example, in the first embodiment, the response characteristic of the intake system is changed according to the engine rotational speed, but the response characteristic of the intake system may change according to the engine torque, the engine water temperature, etc. It may be changed accordingly.
1 エンジン
121 F/B制御部(目標値演算手段)
122 吸気系トルク規範値演算部(規範指令値演算手段)
123 位相補償部(動特性補償手段)
124 正負符号判断部(応答特性切り替え手段)
125 減算器(トルク補正値演算手段)
130 点火時期制御部(点火時期制御手段)
140 吸入空気量制御部(吸入空気量制御手段)
1 engine 121 F / B control unit (target value calculation means)
122 Intake system torque reference value calculation unit (reference command value calculation means)
123 Phase compensator (dynamic characteristic compensation means)
124 Sign determination unit (response characteristic switching means)
125 Subtractor (torque correction value calculation means)
130 Ignition timing control unit (ignition timing control means)
140 Intake air amount control unit (intake air amount control means)
Claims (6)
車両の運転状態に応じて制御対象に対する入力の基本指令値を演算する目標値演算手段と、
吸気系の応答特性Gp(s)の逆系と、吸気系の規範応答Gm(s)と、を含み、前記基本指令値に基づいて位相補償値を演算する動特性補償手段と、
前記位相補償値に応じて、エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
前記基本指令値と前記吸気系の規範応答Gm(s)とに基づいて、規範指令値を演算する規範指令値演算手段と、
前記基本指令値と前記規範指令値との偏差をトルク補正値とするトルク補正値演算手段と、
前記トルク補正値に応じて、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、
前記トルク補正値が正値のときは前記吸気系の規範応答Gm(s)を速い応答特性に切り替え、前記トルク補正値が負値のときは前記吸気系の規範応答Gm(s)を遅い応答特性に切り替える応答特性切り替え手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのアイドル制御装置。 An engine idle control device,
Target value calculating means for calculating a basic command value of an input to the controlled object according to the driving state of the vehicle;
Dynamic characteristic compensation means for calculating a phase compensation value based on the basic command value, including an inverse system of the response characteristic Gp (s) of the intake system and a reference response Gm (s) of the intake system;
Intake air amount control means for controlling the intake air amount of the engine according to the phase compensation value;
A normative command value computing means for computing a normative command value based on the basic command value and the standard response Gm (s) of the intake system;
A torque correction value calculating means having a deviation between the basic command value and the normative command value as a torque correction value;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the engine according to the torque correction value;
When the torque correction value is a positive value, the reference response Gm (s) of the intake system is switched to a fast response characteristic, and when the torque correction value is a negative value, the reference response Gm (s) of the intake system is a slow response. Response characteristic switching means for switching to characteristics,
An engine idle control device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのアイドル制御装置。 2. The engine idle control according to claim 1, wherein the dynamic characteristic compensation means uses the intake system response characteristic Gp (s) as an intake system response characteristic that changes in accordance with an operating state of the engine. 3. apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのアイドル制御装置。 2. The engine idle control device according to claim 1, wherein the dynamic characteristic compensation means sets the response characteristic Gp (s) of the intake system to a faster response characteristic as the engine speed increases.
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1つに記載のエンジンのアイドル制御装置。 When the torque correction value is a negative value, the response characteristic switching means is configured to prevent the intake system response characteristic Gp (s) matched with the intake system reference response characteristic Gm (s) from being saturated. The engine idle control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference response Gm (s) of the system is switched to a slow response characteristic.
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1つに記載のエンジンのアイドル制御装置。 5. The normative command value calculation means, when the rate of change of the normative command value becomes a predetermined value or more, sets the predetermined value as a normative command value. An engine idle control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項5に記載のエンジンのアイドル制御装置。 6. The engine idle control device according to claim 5, wherein the predetermined value is determined based on a saturation characteristic of the response characteristic Gp (s) of the intake system.
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