JP2013160198A - Device and method for controlling internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置および制御方法に関し、より特定的には、アクセルオフ時に燃料の供給を停止する制御(以下「フューエルカット制御」と称する)に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine, and more particularly to control for stopping fuel supply when an accelerator is off (hereinafter referred to as “fuel cut control”).
アクセルペダルのオフ時に、フューエルカット制御によって燃費向上を図るエンジン制御が公知である。 Engine control for improving fuel efficiency by fuel cut control when the accelerator pedal is off is known.
たとえば、特開2009−299667号公報(特許文献1)には、要求トルクに基づいてエンジンのアクチュエータが制御される、いわゆるトルクデマンド型のエンジンにおけるフューエルカット制御が記載されている。具体的には、フューエルカットの許可条件が成立した場合に、目標トルクを最小トルクまで徐々に減少させていくとともに、内燃機関の出力トルクが当該最小トルクまで低下した後、燃料供給を停止する制御が記載されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2009-299667 (Patent Document 1) describes fuel cut control in a so-called torque demand type engine in which an actuator of an engine is controlled based on a required torque. Specifically, when the fuel cut permission condition is satisfied, the target torque is gradually decreased to the minimum torque, and the fuel supply is stopped after the output torque of the internal combustion engine has decreased to the minimum torque. Is described.
また、特開平3−194138号公報(特許文献2)には、エンジン制御トルクを制御する方法において、エンジンブレーキ運転時のフューエルカットあるいはエンジントルクの減少を、走行状態量(走行速度、エンジン回転数、ギヤ位置、横加速度の有無、駆動車輪のタイヤの摩擦値、タイヤスリップの有無)に従って行なうことが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-194138 (Patent Document 2) discloses a method for controlling engine control torque, in which fuel cut or engine torque reduction during engine brake operation is determined as travel state quantities (travel speed, engine speed). , Gear position, presence / absence of lateral acceleration, friction value of tire of driving wheel, presence / absence of tire slip).
また、特開2007−292031号公報(特許文献3)には、トルクベース型のエンジンの制御において、エンジン回転数が急激に上昇した場合には目標トルクを減少させる一方で、エンジン回転数が急激に低下した場合には目標トルクを上昇させることによって、車両前後振動を相殺するトルク制御が記載されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-292031 (Patent Document 3) discloses that in torque-based engine control, when the engine speed increases rapidly, the target torque is decreased while the engine speed increases rapidly. In this case, torque control for canceling vehicle longitudinal vibration is described by increasing the target torque when the torque decreases to the above.
特許文献3に記載されるエンジントルク制御では、アクセルオフ時においても、車両前後振動を相殺するためにトルクを上昇させる場面が生じる。このため、特許文献1のようなフューエルカット制御の適用において、アクセルオフ時の目標トルクが低下しないことによって、フューエルカットの開始が遅れる虞がある。アクセルオフからフューエルカット開始までの時間が想定よりも長くなると、燃費が設計値よりも悪化する可能性がある。 In the engine torque control described in Patent Document 3, there is a scene in which the torque is increased to cancel the vehicle longitudinal vibration even when the accelerator is off. For this reason, in application of fuel cut control like patent documents 1, there is a possibility that the start of fuel cut may be delayed because the target torque at the time of accelerator off does not fall. If the time from the accelerator off to the start of the fuel cut becomes longer than expected, the fuel efficiency may deteriorate from the design value.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、目標トルクに従って出力トルクが制御されるトルクベース型の内燃機関において、アクセルオフ時に予め定められた時間内に、確実にフューエルカットを開始するような制御を実現することである。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is predetermined when the accelerator is off in a torque-based internal combustion engine in which the output torque is controlled according to the target torque. It is to realize the control to start the fuel cut surely within the predetermined time.
この発明のある局面では、内燃機関の制御装置は、設定手段と、出力制御手段と、燃料カット制御手段とを備える。設定手段は、アクセルオフ時における内燃機関の目標トルクを設定する。出力制御手段は、目標トルクに従って内燃機関の出力トルクを制御するようにアクチュエータの制御信号を生成する。燃料カット制御手段は、アクセルオフ時に、目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると内燃機関の燃料カットを開始する。設定手段は、目標トルクの上限ガードトルクを設定するための上限ガード設定手段と、目標トルクが上限ガードトルクを超えないように制限するためのガード手段とを備える。上限ガード設定手段は、アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに上限ガードトルクが燃料カット許可トルクまで低下するように、上限ガードトルクを徐々に低下させる。 In one aspect of the present invention, an internal combustion engine control device includes setting means, output control means, and fuel cut control means. The setting means sets a target torque of the internal combustion engine when the accelerator is off. The output control means generates a control signal for the actuator so as to control the output torque of the internal combustion engine according to the target torque. The fuel cut control means starts the fuel cut of the internal combustion engine when the target torque decreases to the fuel cut permission torque when the accelerator is off. The setting means includes an upper limit guard setting means for setting an upper limit guard torque of the target torque, and a guard means for limiting the target torque so as not to exceed the upper limit guard torque. The upper limit guard setting means gradually decreases the upper limit guard torque so that the upper limit guard torque decreases to the fuel cut permission torque when a predetermined time has elapsed from the time when the accelerator is off.
好ましくは、設定手段は、内燃機関の回転数変化レートまたは車両の減速度を一定に制御するための補償成分を含むように目標トルクを設定するための手段を含む。 Preferably, the setting means includes means for setting the target torque so as to include a compensation component for controlling the rotation speed change rate of the internal combustion engine or the deceleration of the vehicle to be constant.
また好ましくは、上限ガード設定手段は、アクセルオフの時点においてその時点の出力トルクに応じて上限ガードトルクの初期値を設定するとともに、所定時間にわたって、上限ガードトルクを燃料カット許可トルクまで徐々に低下させる。 Preferably, the upper limit guard setting means sets an initial value of the upper limit guard torque according to the output torque at that time when the accelerator is off, and gradually lowers the upper limit guard torque to the fuel cut permission torque over a predetermined time. Let
あるいは好ましくは、燃料カット許可トルクは、内燃機関の回転数が低くなるのに応じて低下する。 Alternatively, preferably, the fuel cut permission torque decreases as the rotational speed of the internal combustion engine decreases.
この発明のある局面では、少なくともアクセルオフ時において目標トルクに従って出力トルクを制御するように構成された内燃機関の制御方法は、アクセルオフ時に目標トルクを設定するステップと、目標トルクの上限ガードトルクを設定するステップと、目標トルクが上限ガードトルクを超えないように制限するステップと、アクセルオフ時に、目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると内燃機関の燃料カットを開始するステップとを備える。そして、上限ガードトルクを設定するステップは、アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに上限ガードトルクが燃料カット許可トルクまで低下するように、上限ガードトルクを徐々に低下させるステップを含む。 In one aspect of the present invention, an internal combustion engine control method configured to control an output torque according to a target torque at least when the accelerator is off includes a step of setting the target torque when the accelerator is off, and an upper limit guard torque of the target torque. A setting step, a step of limiting the target torque so as not to exceed the upper limit guard torque, and a step of starting a fuel cut of the internal combustion engine when the target torque decreases to a fuel cut permission torque when the accelerator is off. Then, the step of setting the upper limit guard torque includes a step of gradually lowering the upper limit guard torque so that the upper limit guard torque is reduced to the fuel cut permission torque when a predetermined time has elapsed from the time when the accelerator is off.
好ましくは、目標トルクを設定するステップは、内燃機関の回転数変化レートまたは車両の減速度を一定に制御するための補償成分を含むように目標トルクを設定するステップを含む。 Preferably, the step of setting the target torque includes the step of setting the target torque so as to include a compensation component for controlling the speed change rate of the internal combustion engine or the deceleration of the vehicle to be constant.
この発明によれば、目標トルクに従って出力トルクが制御されるトルクベース型の内燃機関において、アクセルオフから予め定められた時間が経過するまでに、フューエルカットを確実に開始することができる。 According to the present invention, in a torque-based internal combustion engine in which the output torque is controlled according to the target torque, the fuel cut can be reliably started before a predetermined time elapses after the accelerator is turned off.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.
図1は、本実施の形態に係る制御装置の制御対象であるエンジンの構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an engine which is a control target of the control device according to the present embodiment.
図1を参照して、エンジン10は、シリンダブロック100の上方にシリンダヘッド110が当接されて構成されており、シリンダブロック100に形成されたシリンダ102内にピストン120が摺動可能に保持されている。シリンダ102内におけるピストン120の上下往復動がクランク軸130の回転運動に変換され、トランスミッション等へと伝達されるようになっている。クランク軸130は、エンジン始動時にはフライホイール140を経由してスタータ30と接続される。なお、図1には、エンジン10は、4つのシリンダ102を有する4気筒エンジンとして例示されているが、シリンダ102の数(気筒数)は、この例に限定されない。
Referring to FIG. 1, an
ピストン120の上方にはシリンダブロック100、シリンダヘッド110を室壁として燃焼室1000が形成される。燃焼室1000において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれると、その爆発力によりピストン120は、上下に往復運動する。混合気への点火は、シリンダヘッド110を貫通し燃焼室1000内に突出して設けられた点火プラグ150により行なわれる。
A
混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド110に形成された吸気ポート1012および吸気ポート1012に接続された吸気通路1010により行なわれる。また、燃焼室1000からの排気は排気通路1020により行なわれる。シリンダヘッド110には、吸気ポート1012(吸気通路1010)および燃焼室1000の間の連通/遮断を切り換える吸気バルブ160と、排気通路1020および燃焼室1000の間の連通/遮断を切り換える排気バルブ170とが取り付けられている。
Supply of air constituting the air-fuel mixture is performed by an
吸気通路1010内にはフラップ状のスロットルバルブ190が設けられる。スロットルバルブ190の開度(スロットル開度)に応じて、吸気通路1010内の空気流量が調整される。
A flap-
混合気を構成する燃料は、電磁式のインジェクタ210により供給される。インジェクタ210は、シリンダヘッド110を貫通して設けられ、吸気ポート1012内に先端ノズル部から燃料を噴射するように設けられる。インジェクタ210から噴射された燃料および吸気通路1010からの吸入空気の混合気は、吸気バルブ160の開放に応じて、燃焼室1000へ導入される。なお、インジェクタ210は、燃焼室1000へ直接燃料を噴射するように、あるいは、燃焼室1000および吸気ポート1012の両方に対して燃料を噴射するように設けられてもよい。
The fuel constituting the mixture is supplied by an
点火プラグ150、スロットルバルブ190、インジェクタ210は、エンジン各部を制御するECU(Electronic Control Unit)8000からの制御信号に応答して動作するように構成されている。
The
ECU8000は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、A/D変換器、各種駆動回路(ドライバ)等からなる
一般的な構成のものである。
The
ECU8000は、各種センサからの検出信号などに基づいて、エンジン10の出力を制御するためのアクチュエータの動作を制御する。アクチュエータとしては、点火プラグ150、スロットルバルブ190およびインジェクタ210等が設けられる。具体的には、ECU8000は、点火プラグ150に制御信号を出力して点火時期を調整し、スロットルバルブ190に制御信号を出力してスロットルバルブ190の開度(スロットル開度)を調整し、インジェクタ210に制御信号を出力して所定のタイミングで所定時間、インジェクタ210のノズルを開く。
ECU 8000 controls the operation of an actuator for controlling the output of
ECU8000に信号を入力するセンサには、フローメータ510、クランク角センサ520、A/Fセンサ530、吸入空気温センサ540、冷却水温センサ550、車速センサ560、およびアクセル開度センサ570がある。
Sensors that input signals to the
フローメータ510は、吸気通路1010内を流通する空気流量(吸入空気量QA)を検出する。クランク角センサ520は、クランク軸130の回転角度(クランク角)CAおよび単位時間あたりの回転数(エンジン回転数)NEを検出する。A/Fセンサ530は、排気通路1020の空燃費A/Fを検出する。吸入空気温センサ540は、吸気通路1010内を流通する空気の温度(吸入空気温)THAを検出する。冷却水温センサ550は、エンジン水温THWを検出する。車速センサ560は、ドライブシャフト(図示せず)の回転数から車速Vを検出する。アクセル開度センサ570は、アクセルペダルの開度(アクセル開度)ACCを検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
The
ECU8000は、運転者からのエンジン10の始動要求があると、スタータ30によってエンジン10のクランキングを行なう。あるいは、エンジン10がハイブリッド自動車やアイドルストップ機能を有する自動車等に搭載される場合には、エンジン10の始動要求は、車両状態に応じて自動的に生成されてもよい。
ECU8000は、クランキング中の予め定められたタイミングで、各センサからの信号に基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期、および点火時期を制御して、エンジン10の燃焼を開始する。これらの制御により、エンジン10が最適な燃焼状態になり、エンジン10の高出力化および低エミッション化が図られる。
なお、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、少なくともアクセルオフ時において、好ましくは走行中を通じて、走行状態に応じてエンジン10の目標トルクを設定するとともに、エンジン出力トルクが当該目標トルクに一致するように、アクチュエータの動作が制御される。すなわち、エンジン10に対しては、少なくともアクセルオフ時において、トルクベース型のエンジン制御が実行されるものとする。
The control device for an internal combustion engine according to the present embodiment sets the target torque of the
また、ECU8000は、燃費向上のために、車速Vが所定速度より高い状態で、アクセル開度ACCが略零となったとき(アクセルペダルのオフ時)、インジェクタ210からエンジン10への燃料供給を停止するフューエルカット制御を実行する。また、ECU8000は、フューエルカット制御実行中において、予め定められたフューエルカット復帰条件が成立すると、フューエルカット制御を停止して、インジェクタ210からエンジン10への燃料供給を再開する。
Further, the
本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、アクセルペダルのオフからフューエルカットを開始するまでの間の制御を特徴とするものである。したがって、以下では、アクセルペダルがオフされることによって、フューエルカットの許可条件が成立するような車両状態における制御挙動について説明することとする。以下では、このような状態でのアクセルペダルのオフを、単に、「アクセルオフ」とも称する。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is characterized by control from when the accelerator pedal is turned off until fuel cut is started. Therefore, hereinafter, the control behavior in a vehicle state in which the fuel cut permission condition is satisfied when the accelerator pedal is turned off will be described. Hereinafter, turning off the accelerator pedal in such a state is also simply referred to as “accelerator off”.
図2は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU8000の構成を示す概略ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of
ECU8000は、入力インターフェイス(入力I/F)8100と、演算処理部8200と、記憶部8300と、出力インターフェイス(出力I/F)8400とを含む。
入力I/F8100は、フローメータ510からの吸入空気量QA、クランク角センサ520からのクランク角CAおよびエンジン回転数NE、A/Fセンサ530からの空燃費A/F、吸入空気温センサ540からの吸入空気温THA、冷却水温センサ550からのエンジン水温THW、車速センサ560からの車速V、およびアクセル開度センサ570からのアクセル開度ACCを受信して、演算処理部8200に送信する。
The input I /
記憶部8300には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部8200からデータが読み出されたり、格納されたりする。
Various information, programs, threshold values, maps, and the like are stored in the
演算処理部8200は、演算処理によって実現される制御機能を示す、複数の機能ブロックを有する。図2に示す例では、演算処理部8200は、出力制御部8210と、目標トルク設定部8250と、フューエルカット制御部8260とを含む。出力制御部8210は、燃料噴射制御部8220と、点火時期制御部8230と、吸入空気量制御部8240とを含む。
The
なお、図2には、ECU8000によるエンジン制御において実現される制御機能のうちの、本実施の形態に係るフューエルカット制御に関連する一部の機能に対応する機能ブロックのみが、代表的に示されている。図示された各機能ブロックは、いずれも演算処理部8200であるCPUが記憶部8300に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
FIG. 2 representatively shows only functional blocks corresponding to some of the functions related to the fuel cut control according to the present embodiment, among the control functions realized in engine control by
目標トルク設定部8250は、アクセルオフ時におけるエンジン10の目標トルクTrof*を設定する。
Target
出力制御部8210は、少なくともアクセルオフ時には、目標トルクTrof*に基づいて、エンジン10のアクチュエータを制御する。たとえば、燃料噴射制御部8220、点火時期制御部8230および吸入空気量制御部8240によって、燃料噴射、点火時期および吸入空気量は、エンジン10の出力トルクが目標トルクTrof*となるように制御される。
The
なお、いわゆるトルクデマンド制御が適用されるエンジンでは、目標トルク設定部8250は、アクセルオフ時以外の走行中においても、車両状態および運転者操作に応じて、エンジン10の目標トルクを常時設定する。その場合には、出力制御部8210は、当該目標トルクが達成されるように、エンジン10のアクチュエータを、トルクベースで常時制御する。
In an engine to which so-called torque demand control is applied, the target
燃料噴射制御部8220は、必要なエンジン出力を得るための燃料噴射量および燃料噴射タイミングを算出するとともに、算出結果に応じた燃料噴射制御信号を生成する。燃料噴射制御信号は、出力I/F8400を経由して燃料噴射すべきインジェクタ210に出力される。これにより、燃料噴射すべきインジェクタ210から燃料噴射制御信号に応じた燃料が噴射される。燃料噴射制御部8220は、アクセルオフ時には、目標トルク設定部8250によって設定された目標トルクTrof*に従って、燃料噴射量および燃料噴射タイミングを算出する。
The fuel
点火時期制御部8230は、必要なエンジン出力を得るための点火時期を算出するとともに、算出結果に応じた点火時期制御信号を生成する。点火時期制御信号は、出力I/F8400を経由して各点火プラグ150に出力される。これにより、点火プラグ150によって点火時期制御信号に応じたタイミングで、燃焼室1000内の混合気が点火される。点火時期制御部8230は、アクセルオフ時には、目標トルク設定部8250によって設定された目標トルクTrof*に従って、点火時期を算出する。
The ignition
吸入空気量制御部8240は、必要な吸入空気量を算出するとともに、算出した吸入空気量に従ってスロットルバルブ制御信号を生成する。スロットルバルブ制御信号は、出力I/F8400を経由してスロットルバルブ190に出力される。これにより、スロットル開度が調整されることによって、算出された吸入空気量が吸気通路1010に流れる。吸入空気量制御部8240は、アクセルオフ時には、目標トルク設定部8250によって設定された目標トルクTrof*に従って、吸入空気量を算出する。
The intake air
フューエルカット制御部8260は、車両状態およびアクセルオフ時の目標トルクTrof*に基づいて、フューエルカットの開始/終了を制御する。フューエルカットの実行中には、フラグFCがオンされる一方で、フューエルカットの非実行時には、フラグFCがオフされる。フューエルカットの実行時には、燃料噴射制御部8220は、インジェクタ210から燃料噴射を停止するように燃料噴射制御信号を生成する。
The fuel cut
また、フューエルカット制御部8260は、フューエルカット実行中において、予め定められたフューエルカット復帰条件が成立すると、フューエルカット制御を停止して、インジェクタ210からエンジン10への燃料供給を再開する。
Further, the fuel cut
本実施の形態による内燃機関の制御装置におけるフューエルカット制御について、図3および図4を用いて詳細に説明する。 Fuel cut control in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
図3は、目標トルク設定部8250の構成をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram for explaining the configuration of the target
図3を参照して、目標トルク設定部8250は、ドライブオフトルク算出部8252と、フューエルカット許可トルク算出部8253と、上限ガードトルク設定部8254と、上限ガード処理部8256とを含む。
Referring to FIG. 3, target
ドライブオフトルク算出部8252は、アクセルオフ時の目標トルクの基本値となるドライブオフトルクTrofを算出する。ドライブオフトルクTrofの初期値は、アクセルオフ時点のエンジントルクTEに基づいて設定される。その後、ドライブオフトルクTrofは、エンジン回転数NEを一定のレートで低下させるように、逐次算出される。
The drive-off
フューエルカット許可トルク算出部8253は、アクセルオフ時に、フューエルカット開始のトルク閾値となるフューエルカット許可トルクTfcを算出する。フューエルカット許可トルクTfcは、エンジン回転数NEおよびシフト位置(ギヤ段)に応じて、逐次算出される。
The fuel cut permission
上限ガードトルク設定部8254は、フューエルカット許可トルクTfcおよび目標フューエルカット時間tfに基づいて、アクセルオフ時における目標トルクTrof*の上限ガード値Tug(以下、上限ガードトルクとも称する)を逐次設定する。
Upper limit guard
上限ガード処理部8256は、ドライブオフトルクTrofと上限ガードトルクTugとの比較に基づいて、上限ガードトルクTugを超えないように、目標トルクTrofを設定する。具体的には、Trof≦TugのときにはTrof*=Trofに設定される一方で、Trof>Tugのときには、Trof*=Tugに設定される。
The upper limit
図4には、フューエルカット制御の動作波形例、特に、アクセルオフからフューエルカット開始までの目標トルクTrof*の設定が示される。 FIG. 4 shows an example of an operation waveform of fuel cut control, in particular, setting of the target torque Trof * from the accelerator off to the start of fuel cut.
図4を参照して、時刻t0において、ドライバがアクセルペダルをオフすると、その時点でのエンジントルクTEに基づいて、ドライブオフトルクTrofの初期値T0が設定される。たとえば、アクセルオフ時点でのエンジントルクTEと初期値T0との関係は、マップによって予め設定される。 Referring to FIG. 4, when the driver turns off the accelerator pedal at time t0, an initial value T0 of drive-off torque Trof is set based on engine torque TE at that time. For example, the relationship between the engine torque TE and the initial value T0 when the accelerator is off is preset by a map.
アクセルオフ時には、エンジン回転数NEの単位時間当たりの変化量NER(以下、変化レートNERとも称する)が目標値NER*に制御されるように、ドライブオフトルクTrofが設定される。アクセルオフによる減速時であるので、目標値NER*は負値である。 When the accelerator is off, the drive-off torque Trof is set so that the amount of change NER per unit time (hereinafter also referred to as the change rate NER) of the engine speed NE is controlled to the target value NER *. The target value NER * is a negative value because it is during deceleration due to accelerator off.
この結果、ドライブオフトルクTrofは、概略的には、目標値NER*に対応する傾きに従って右下がりに低下する。好ましくは、変化レートの偏差ΔNER(ΔNER=NER−NER*)に応じて、ドライブオフトルクTrofを調整するフィードバック制御が実行される。これにより、図4の例に示されるように、変化レートNERを目標値NER*に一定に制御するための補償量が、目標トルクTrof*の交流成分として現れる。この結果、エンジン回転数の変化レートNERを一定に制御することによって、車速の単位時間当たりの減少量(すなわち、車両の減速度)を一定に制御できるので、減速時のドライバビリティが向上する。なお、車両の減速度をより厳密に制御するために、目標値NER*は、一定値とされずに減速中に調整されてもよい。 As a result, the drive-off torque Trof generally decreases to the right according to the inclination corresponding to the target value NER *. Preferably, feedback control for adjusting the drive-off torque Trof is executed in accordance with the change rate deviation ΔNER (ΔNER = NER−NER *). As a result, as shown in the example of FIG. 4, a compensation amount for controlling the change rate NER to the target value NER * to be constant appears as an AC component of the target torque Trof *. As a result, by controlling the engine speed change rate NER to be constant, the amount of decrease in vehicle speed per unit time (that is, vehicle deceleration) can be controlled to be constant, thereby improving drivability during deceleration. In order to more precisely control the deceleration of the vehicle, the target value NER * may be adjusted during deceleration without being a constant value.
このように、アクセルオフ時には、目標トルクTrof*は、時間経過とともに低下する。そして、フューエルカット制御部8260は、目標トルクTrof*およびフューエルカット許可トルクTfcを逐次比較して、Trof*<Tfcとなった時点からフューエルカットを開始する。
Thus, when the accelerator is off, the target torque Trof * decreases with time. Then, the fuel cut
フューエルカット許可トルクTfcは、フューエルカットを開始してもショックが生じないようなトルク値として、エンジン回転数NEに対応して予め調整されている。たとえば、実験結果等に基づいて、シフト位置(ギヤ段)毎にエンジン回転数NEに対するフューエルカット許可トルクTfcを設定するマップが予め作成される。そして、フューエルカット許可トルク算出部8253は、各時点でのシフト位置(ギヤ段)およびエンジン回転数NEに応じた上記マップの参照によって、フューエルカット許可トルクTfcを逐次設定する。
The fuel cut permission torque Tfc is adjusted in advance corresponding to the engine speed NE as a torque value that does not cause a shock even when the fuel cut is started. For example, a map for setting the fuel cut permission torque Tfc with respect to the engine speed NE for each shift position (gear stage) is created in advance based on experimental results and the like. Then, the fuel cut permission
エンジン回転数が高い場合には、相対的に高いトルクでフューエルカットを開始してもショックが感知されにくいため、フューエルカット許可トルクTfcは高い値に設定される。そして、図4にも示されるように、エンジン回転数NEの低下に応じて、フューエルカット許可トルクTfcは徐々に低下される。 When the engine speed is high, the fuel cut permission torque Tfc is set to a high value because the shock is hardly detected even when the fuel cut is started with a relatively high torque. As shown in FIG. 4, the fuel cut permission torque Tfc is gradually reduced as the engine speed NE decreases.
目標トルクTrof*は、失火限界トルクに対応して算出される最小トルクTminから、MBT(Minimum Advance for Best Torque)に対応して算出される最大トルクTmaxまでの範囲内に設定される必要がある。さらに、本実施の形態では、最大トルクTmaxよりも低い上限ガードトルクTugが設けられる。そして、アクセルオフ時の目標トルクTrof*が上限ガードトルクTugを超えないように制限する上限ガード処理が実行される。 The target torque Trof * needs to be set within a range from the minimum torque Tmin calculated corresponding to the misfire limit torque to the maximum torque Tmax calculated corresponding to MBT (Minimum Advance for Best Torque). . Further, in the present embodiment, an upper limit guard torque Tug lower than the maximum torque Tmax is provided. Then, an upper limit guard process is performed to limit the target torque Trof * when the accelerator is off so as not to exceed the upper limit guard torque Tug.
アクセルオフ時点における上限ガードトルクTugの初期値は、その時点での最大トルクTmaxに設定される。その後、上限ガードトルクTugは、フューエルカット許可トルクTfcおよび目標フューエルカット時間tfを反映して、下記(1)式に従って逐次更新される。 The initial value of the upper limit guard torque Tug at the time when the accelerator is off is set to the maximum torque Tmax at that time. Thereafter, the upper limit guard torque Tug is sequentially updated according to the following equation (1), reflecting the fuel cut permission torque Tfc and the target fuel cut time tf.
Tug(t)=Tug(t−Δt)−(Tug(t−Δt)−Tfc(t))/(tf−t)… (1)
(1)式において、Tug(t)は、アクセルオフ時点(時刻t0)から時間tが経過した時点での上限ガードトルクTugである。Δtは、上限ガードトルクTugの算出周期を示すので、Tug(t−Δt)は、上限ガードトルクTugの前回値である。また、Tfc(t)は、時刻tにおけるフューエルカット許可トルクTfcである。
Tug (t) = Tug (t−Δt) − (Tug (t−Δt) −Tfc (t)) / (tf−t) (1)
In the equation (1), Tug (t) is the upper limit guard torque Tug at the time when the time t has elapsed from the accelerator off time (time t0). Since Δt represents the calculation period of the upper limit guard torque Tug, Tug (t−Δt) is the previous value of the upper limit guard torque Tug. Tfc (t) is fuel cut permission torque Tfc at time t.
目標フューエルカット時間tfは、アクセルオフからフューエルカット開始までの経過時間の目標値である。目標フューエルカット時間tfは、シフト位置(ギヤ段)に応じて予め決められる。たとえば、1速のように駆動力変化の大きいギヤ段では、フューエルカットを早期に実施すると、エンジン出力の変動によってドライバビリティが低下するおそれがある。このため、目標フューエルカット時間tfは、低いギヤ段では長く設定される一方で、高いギヤ段では短く設定されることが好ましい。 The target fuel cut time tf is a target value of the elapsed time from the accelerator off to the start of fuel cut. The target fuel cut time tf is determined in advance according to the shift position (gear stage). For example, in a gear stage having a large driving force change such as the first speed, if fuel cut is performed at an early stage, drivability may be reduced due to fluctuations in engine output. For this reason, it is preferable that the target fuel cut time tf is set to be long at a low gear and is set to be short at a high gear.
(1)式によれば、上限ガードトルクTugは、アクセルオフ時点(時刻t0)から目標フューエルカット時間tfが経過したときにフューエルカット許可トルクTfcに到達するように、徐々に低下されることが理解される。 According to the equation (1), the upper limit guard torque Tug can be gradually decreased so as to reach the fuel cut permission torque Tfc when the target fuel cut time tf has elapsed from the accelerator off time (time t0). Understood.
図4の例では、時刻t0から目標フューエルカット時間tfが経過した時刻t1において、ドライブオフトルクTrofはフューエルカット許可トルクTfcよりも高い。このため、上限ガードトルクTugによる上限ガード処理を導入しなかった場合には、時刻t1からフューエルカットを開始することができない。このように、フューエルカットの開始が想定よりも遅れることにより、燃費が悪化する虞がある。 In the example of FIG. 4, at time t1 when the target fuel cut time tf has elapsed from time t0, the drive-off torque Trof is higher than the fuel cut permission torque Tfc. For this reason, when the upper limit guard process by the upper limit guard torque Tug is not introduced, the fuel cut cannot be started from the time t1. Thus, there is a possibility that fuel consumption may deteriorate due to the start of fuel cut being delayed from the expected time.
一方で、本実施の形態によるフューエルカット制御では、上限ガードトルクTugによる上限ガード処理によって、アクセルオフから目標フューエルカット時間tfが経過した時点で、目標トルクTrof*は、フューエルカット許可トルクTfcまで確実に低下している。この結果、目標フューエルカット時間tfが経過すると確実にフューエルカットが開始できるので、燃費を向上することができる。 On the other hand, in the fuel cut control according to the present embodiment, the target torque Trof * is reliably obtained up to the fuel cut permission torque Tfc when the target fuel cut time tf has elapsed from the accelerator off by the upper limit guard process using the upper limit guard torque Tug. It has dropped to. As a result, fuel cut can be reliably started when the target fuel cut time tf elapses, and fuel efficiency can be improved.
なお、図2において、目標トルク設定部8250は「設定手段」に対応し、出力制御部8210は「出力制御手段」に対応する。また、図3において、上限ガードトルク設定部8254は「上限ガード設定手段」に対応し、上限ガード処理部8256は「ガード手段」に対応する。さらに、ドライブオフトルク算出部8252によって、エンジン10の回転数変化レートを一定に制御するための補償成分を含むように目標トルクを設定することができる。
In FIG. 2, the target
図5には、本発明の実施の形態による内燃機関の制御装置によるフューエルカットの開始処理手順が示される。図5に示すフローチャートに従った制御処理は、フューエルカットの非実行時に、ECU8000によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 5 shows a fuel cut start processing procedure by the control apparatus for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention. The control process according to the flowchart shown in FIG. 5 is repeatedly executed by
図5を参照して、ECU8000は、ステップS100により、フューエルカットの許可条件として、アクセルペダルのオフを検出する。たとえば、車速が所定値より高く、アクセルペダルのオフによって、フューエルカットを許可できる条件が成立しているときには、ステップS100はYES判定とされる。
Referring to FIG. 5,
一方、ECU8000は、アクセルペダルの非オフ時を含めて、フューエルカットを許可できる条件が非成立のときには、ステップS100をNO判定として、フューエルカット制御に係る以降の処理を非実行とする。
On the other hand, when conditions for permitting fuel cut are not satisfied, including when the accelerator pedal is not turned off,
ECU8000は、アクセルオフ時(S100のYES判定時)には、ステップS110により、ドライブオフトルクTrofを設定する。上述のように、ドライブオフトルクTrofは、エンジン回転数の変化レートNERを制御するように設定される。すなわち、ステップS110の処理は、図3のドライブオフトルク算出部の8252の機能に対応する。
さらに、ECU8000は、ステップS120により、フューエルカット許可トルクTfcを設定する。上述のように、フューエルカット許可トルクTfcは、シフト位置(ギヤ段)およびエンジン回転数NEに基づいて決定される。すなわち、ステップS120の処理は、図3のフューエルカット許可トルク算出部の8253の機能に対応する。
Further,
ECU8000は、ステップS130により、上限ガードトルクTugを設定する。上限ガードトルクTugは、上記(1)式に従って、アクセルオフ時点から目標フューエルカット時間tfが経過した時点でTug=Tfcとなるように逐次設定される。ステップS130の処理は、図3の上限ガードトルク設定部8254の機能に対応する。
ECU8000は、ステップS140では、ステップS130で設定された上限ガードトルクTugに従う上限ガード処理により、アクセルオフ時の目標トルクTrof*を設定する。これにより、ドライブオフトルクTrofをベースとして、上限ガードトルクTugを超えない範囲内で目標トルクTrof*が設定される。ステップS150の処理は、図3の上限ガード処理部8256の機能に対応する。
In step S140,
そして、ECU8000は、ステップS150により、ステップS140で設定された目標トルクTrof*と、ステップS120で設定されたフューエルカット許可トルクTfcとを比較する。ECU8000は、Trof*<Tfcのとき(S150のYES判定時)には、ステップS160に処理を進めて、フューエルカットを開始する。
In step S150,
一方、ECU8000は、Trof*>Tfc(S150のNO判定時)には、ステップS170に処理を進めて、フューエルカットの非実行に維持する。すなわち、フューエルカットは開始されない。
On the other hand, when Trof *> Tfc (when NO is determined in S150),
このように本実施の形態による内燃機関の制御によれば、アクセルオフ時の上限ガードトルクを設けることによって、アクセルオフから所定時間(目標フューエルカット時間tf)が経過するまでに、確実に目標トルクTrof*をフューエルカット許可トルクTfcまで低下させることができる。この結果、アクセルオフから所定時間が経過するまでに、フューエルカットを確実に開始できるので、燃費の向上を図ることができる。 As described above, according to the control of the internal combustion engine according to the present embodiment, by providing the upper limit guard torque when the accelerator is off, the target torque can be reliably ensured until the predetermined time (target fuel cut time tf) elapses from the accelerator off. Trof * can be reduced to the fuel cut permission torque Tfc. As a result, fuel cut can be reliably started before a predetermined time has elapsed since the accelerator was turned off, so that fuel efficiency can be improved.
特に、減速時のドライバビリティを向上するために、エンジン回転数の変化レートNERを目標値に制御するようにアクセルオフ時の目標トルクTrof*を設定した場合にも、フューエルカットを確実に開始することが可能となる。すなわち、燃費を悪化させることなく、減速時のドライバビリティ向上を図ることができる。 In particular, in order to improve drivability during deceleration, even when the target torque Trof * when the accelerator is off is set so as to control the engine speed change rate NER to the target value, the fuel cut is surely started. It becomes possible. That is, it is possible to improve drivability during deceleration without deteriorating fuel consumption.
本実施の形態による内燃機関の制御は、目標トルクに従ってアクチュエータを制御する構成のエンジンに対して適用することができる。このため、代表的にはトルクデマンド型のエンジン制御に、本実施の形態によるフューエルカット制御を適用できる。また、本発明は、アクセルオフからフューエルカット開始までの制御に係るので、通常走行時には目標トルクを設定したエンジン制御を行なわない車両であっても、アクセルオフ時に限定してトルクベース型のエンジン制御を行なうようにすれば、本実施の形態によるフューエルカット制御を適用することが可能である。 The control of the internal combustion engine according to the present embodiment can be applied to an engine configured to control an actuator according to a target torque. Therefore, typically, the fuel cut control according to the present embodiment can be applied to torque demand type engine control. In addition, since the present invention relates to the control from the accelerator off to the start of the fuel cut, even if the vehicle does not perform the engine control with the target torque set during normal driving, the torque-based engine control is limited to the time when the accelerator is off. By performing the above, it is possible to apply the fuel cut control according to the present embodiment.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、フューエルカット機能を有する内燃機関の制御に利用することができる。 The present invention can be used for control of an internal combustion engine having a fuel cut function.
10 エンジン、30 スタータ、100 シリンダブロック、102 シリンダ、110 シリンダヘッド、120 ピストン、130 クランク軸、140 フライホイール、150 点火プラグ、160 吸気バルブ、170 排気バルブ、190 スロットルバルブ、210 インジェクタ、510 フローメータ、520 クランク角センサ、530,540 センサ、550 冷却水温センサ、560 車速センサ、570 アクセル開度センサ、1000 燃焼室、1010 吸気通路、1012 吸気ポート、1020 排気通路、8100 入力I/F、8200 演算処理部、8210 出力制御部、8220 燃料噴射制御部、8230 点火時期制御部、8240 吸入空気量制御部、8250 目標トルク設定部、8252 ドライブオフトルク算出部、8253 フューエルカット許可トルク算出部、8254 上限ガードトルク設定部、8256 上限ガード処理部、8260 フューエルカット制御部、8300 記憶部、8400 出力I/F、CA クランク角、NE エンジン回転数、NER エンジン回転数変化レート、NER* 目標値(エンジン回転数変化レート)、QA 吸入空気量、T0 初期値(ドライブオフトルク)、TE エンジントルク、THA 吸入空気温、THW エンジン水温、Tfc フューエルカット許可トルク、Tmax 最大トルク、Tmin 最小トルク、Trof* 目標トルク(アクセルオフ時)、Trof ドライブオフトルク、Tug 上限ガードトルク、tf 目標フューエルカット時間。 10 engine, 30 starter, 100 cylinder block, 102 cylinder, 110 cylinder head, 120 piston, 130 crankshaft, 140 flywheel, 150 spark plug, 160 intake valve, 170 exhaust valve, 190 throttle valve, 210 injector, 510 flow meter 520 Crank angle sensor, 530, 540 sensor, 550 Cooling water temperature sensor, 560 Vehicle speed sensor, 570 Accelerator opening sensor, 1000 Combustion chamber, 1010 Intake passage, 1012 Intake port, 1020 Exhaust passage, 8100 Input I / F, 8200 Processing unit, 8210 Output control unit, 8220 Fuel injection control unit, 8230 Ignition timing control unit, 8240 Intake air amount control unit, 8250 Target torque setting unit, 8252 Drive Torque calculation unit, 8253 fuel cut permission torque calculation unit, 8254 upper limit guard torque setting unit, 8256 upper limit guard processing unit, 8260 fuel cut control unit, 8300 storage unit, 8400 output I / F, CA crank angle, NE engine speed, NER engine speed change rate, NER * target value (engine speed change rate), QA intake air amount, T0 initial value (drive-off torque), TE engine torque, THA intake air temperature, THW engine water temperature, Tfc Fuel cut permission Torque, Tmax maximum torque, Tmin minimum torque, Trof * target torque (when accelerator is off), Trof drive off torque, Tug upper limit guard torque, tf target fuel cut time.
Claims (8)
前記目標トルクに従って前記内燃機関の出力トルクを制御するようにアクチュエータの制御信号を生成するための出力制御手段と、
前記アクセルオフ時に、前記目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると前記内燃機関の燃料カットを開始するための燃料カット制御手段とを備え、
前記設定手段は、
前記目標トルクの上限ガードトルクを設定するための上限ガード設定手段と、
前記目標トルクが前記上限ガードトルクを超えないように制限するためのガード手段とを備え、
前記上限ガード設定手段は、前記アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに前記上限ガードトルクが前記燃料カット許可トルクまで低下するように、前記上限ガードトルクを徐々に低下させる、内燃機関の制御装置。 Setting means for setting a target torque of the internal combustion engine when the accelerator is off;
Output control means for generating an actuator control signal to control the output torque of the internal combustion engine according to the target torque;
A fuel cut control means for starting a fuel cut of the internal combustion engine when the target torque decreases to a fuel cut permission torque when the accelerator is off;
The setting means includes
Upper limit guard setting means for setting an upper limit guard torque of the target torque;
Guard means for limiting the target torque so as not to exceed the upper limit guard torque,
The upper limit guard setting means controls the internal combustion engine to gradually reduce the upper limit guard torque so that the upper limit guard torque decreases to the fuel cut permission torque when a predetermined time has elapsed from the time when the accelerator is off. apparatus.
前記アクセルオフ時に前記目標トルクを設定するステップと、
前記目標トルクの上限ガードトルクを設定するステップと、
前記目標トルクが前記上限ガードトルクを超えないように制限するステップと、
前記アクセルオフ時に、前記目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると前記内燃機関の燃料カットを開始するステップとを備え、
前記上限ガードトルクを設定するステップは、前記アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに前記上限ガードトルクが前記燃料カット許可トルクまで低下するように、前記上限ガードトルクを徐々に低下させるステップを含む、内燃機関の制御方法。 A control method for an internal combustion engine configured to control an output torque according to a target torque at least when an accelerator is off,
Setting the target torque when the accelerator is off;
Setting an upper limit guard torque of the target torque;
Limiting the target torque so as not to exceed the upper limit guard torque;
A step of starting fuel cut of the internal combustion engine when the target torque decreases to a fuel cut permission torque when the accelerator is off,
The step of setting the upper limit guard torque includes a step of gradually lowering the upper limit guard torque so that the upper limit guard torque is reduced to the fuel cut permission torque when a predetermined time has elapsed from the time when the accelerator is turned off. A control method for an internal combustion engine.
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