JP2009243397A - 車両パワートレイン制御方法及び該方法を実行するプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両運転条件に応じて車両パワートレインからの目標出力を演算する目標設定工程と、目標出力に基づいて、車両パワートレインモデルを用いて仮想出力パラメータを演算する目標制御工程と、仮想出力パラメータに基づいて、車両パワートレインを制御するための制御パラメータを演算する工程とを備え、目標制御工程は、車両パワートレインモデルを用いて目標出力をフィードバック制御するものであって、仮想出力と目標出力との偏差に基づいて、仮想制御パラメータを演算する工程と、仮想制御パラメータに基づいて、エンジンモデルを用いて仮想出力パラメータを演算する工程と、仮想出力パラメータに基づいて、車両モデルを用いて仮想出力を演算する工程と、を備えた。
【選択図】図4
Description
図1は車両パワートレインの説明図、図2はエンジンシステムの概略構成図、図3は通常運転状態におけるエンジン制御フローチャート、図4はエンジン制御器の機能ブロック図、図5は加速度波形の概念図、図6はシミュレーションモデルの説明図である。
図1に示すように、本実施形態の車両1は、左右の後輪2a,2bが駆動輪,左右の前輪が従動輪であるFR車両であり、この車両1のパワートレイン3は、エンジン4と、このエンジンに接続された自動変速機5等を備えて構成されている。
エンジン制御器100は、種々のセンサからの信号に基づき、エンジン4に付随するアクチュエータに制御信号を出力してエンジン4を制御する。また、エンジン制御器100は、自動変速機5の変速段を変速マップに基づいて自動制御する変速制御や、ロックアップクラッチ5bに対する締結制御等を行う。
吸気カムシャフト31の位相角は、カム位相センサ35により検出され、その出力信号θVVT_Aがエンジン制御器100に入力される。
図4は、この駆動力制御を行うためのエンジン制御器100の機能ブロック図である。本実施形態では、駆動力制御を行うために、エンジン制御器100は、加速度目標設定部110と、加速度目標制御部120と、トルク目標制御部130とを備えている。
この目標加速度GDは、図5に示すような加速度波形(加速度特性)で与えられる。この目標加速度波形は、乗員が体感したときに心地よい加速感を感じる理想形状として与えられている。
フィードバック制御部121は、制御要素であり、比較器から受け取った目標加速度GDと予測加速度GSとの偏差e(=GD−GS)である動作信号により、エンジンの仮想の操作量(仮想制御パラメータ)であるスロットル開度TVO,点火時期SA,バルブ位相角θVVT,燃料噴射量FPをフィードバック制御により調整し、エンジンモデル122に出力する。
このフィードバック制御部121は、例えばPI制御器で構成することができる。この場合、偏差eを入力としたときの出力は以下の式で表される。
SA_n=SA_n-1+en・KI2+(en−en-1)・KP2
θVVT_n=θVVT_n-1+en・KI3+(en−en-1)・KP3
FP_n=FP_n-1+en・KI4+(en−en-1)・KP4
上式中、変数をXとしたとき、X_n,X_n-1は、それぞれ今回の処理値,前回(単位ステップ時間前)の処理値を表している。また、KI,KPは、それぞれ積分係数,比例係数である。
エンジンモデル122,車両モデル123は、それぞれエンジン4,車両の駆動系の計算モデルである。エンジン4及び車両の駆動系は、機械系のガタ,すべり,弾性等に起因する応答遅れ時間(無駄時間)を有している。図6にこれら計算機シミュレーションモデルの基本構成を示す。
車両モデル123は、目標トルクTQDを受け取り、車両運転条件に応じて、車両に発生する加速度の予測値(予測加速度GS)を出力し、これを比較器に戻している。
これにより、加速度目標制御部120では、制御量である予測加速度GSを理想的な加速度波形に収束させ、これらの偏差を極めて小さくすることができる。
トルク目標制御部130には過渡トルクが入力するので、トルク目標制御部130は、要求スピードと要求トルク変化量等から、マップデータ等に基づいて上記操作量の最適な出力値の組合せを算出するように構成されている。
このようにトルク目標制御部130から出力される操作量によってエンジン4を制御することにより、車両パワートレイン3は、目標加速度GDに近似した滑らかな加速度波形を形成する実加速度を発生させることができる。
このように、本実施形態では、実機との間にフィードバック系をもたないので、実機との間のフィードバック系に起因して生じる実加速度の振動を回避することができ、目標加速度GDに近い実加速度を実現して、ドライバに心地よい加速感を与えることが可能となる。
3 車両パワートレイン
4 エンジン
5 自動変速機
11 シリンダ
18 吸気ポート
19 排気ポート
30 吸気弁駆動機構
32 VVT
51 点火プラグ
52 点火システム
53 燃料噴射弁
54 燃料供給システム
56 スロットルボデー
57 スロットル弁
58 スロットル・アクチュエータ
75 アクセル開度センサ
76 車速センサ
100 エンジン制御器
110 加速度目標設定部
120 加速度目標制御部
121 フィードバック制御部
122 エンジンモデル
123 車両モデル
130 トルク目標制御部
131 エンジン逆モデル
Claims (4)
- 制御パラメータに基づいて車両パワートレインを制御する方法であって、
車両運転条件に応じて車両パワートレインからの目標出力を演算する目標設定工程と、
前記目標出力に基づいて、第1モデルと第2モデルからなる車両パワートレインモデルを用いて仮想出力パラメータを演算する目標制御工程と、
前記仮想出力パラメータに基づいて、車両パワートレインを制御するための制御パラメータを演算する制御パラメータ演算工程と、を備え、
前記目標制御工程は、前記車両パワートレインモデルを用いて算出した仮想出力を、前記目標出力に対してフィードバックし、前記目標出力をフィードバック制御するものであって、
前記仮想出力と前記目標出力との偏差に基づいて、前記第1モデルへ入力する仮想制御パラメータを演算する工程と、
前記仮想制御パラメータに基づいて、前記第1モデルを用いて前記仮想出力パラメータを演算する工程と、
前記仮想出力パラメータに基づいて、前記第2モデルを用いて前記仮想出力を演算する工程と、を備えたことを特徴とする車両パワートレイン制御方法。 - 前記制御パラメータ演算工程では、前記仮想出力パラメータに基づいて車両パワートレイン逆モデルを用いて前記制御パラメータを演算することを特徴とする請求項1に記載の車両パワートレイン制御方法。
- 前記車両パワートレイン逆モデルが、エンジン逆モデルを有し、
前記仮想制御パラメータが、エンジンに関する仮想制御パラメータを有し、
前記制御パラメータ演算工程では、前記エンジンに関する前記仮想出力パラメータに基づいて前記エンジン逆モデルを用いて、前記エンジンに関する前記仮想制御パラメータと同一種の制御パラメータを演算することを特徴とする請求項2に記載の車両パワートレイン制御方法。 - 車両パワートレインを制御する制御器で実行されることによって、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両パワートレイン制御方法を実現するプログラム。
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