JP2015218660A - Engine overspeed prevention control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの過回転を防止するエンジンの過回転防止制御装置に関する。 The present invention relates to an engine overspeed prevention control apparatus for preventing engine overspeed.
従来からガソリンエンジン等が上限回転数を超えて過回転となった場合、燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御を実行して、エンジントルクを制限するトルク制限が行われている。 Conventionally, when a gasoline engine or the like exceeds an upper limit rotational speed and is over-rotated, a fuel cut control that temporarily stops fuel injection is executed to limit the engine torque.
しかし、燃料カット制御によるトルク制限では、燃料噴射を停止することによってトルクが大きく低下するため、燃料噴射の停止と再開を繰り返してエンジン回転数を制御する必要があり、このような制御によって車両の前後方向に加速度の変化が生じ、運転者に違和感を与える可能性があった。 However, in the torque limit by the fuel cut control, the torque is greatly reduced by stopping the fuel injection. Therefore, it is necessary to control the engine speed by repeatedly stopping and restarting the fuel injection. A change in acceleration occurred in the front-rear direction, which could give the driver a sense of discomfort.
これに対し、例えば、特許文献1に記載されているように、エンジン回転速度の上昇に応じて制限トルクを減少するように設定し、実エンジン回転速度が目標エンジン回転速度より大きくなったら、この制限トルクに基づいてエンジン回転速度の上昇を防止して過回転を防止する技術が知られている。
On the other hand, for example, as described in
特許文献1の技術によると、エンジン回転速度の上昇に基づいて制限トルクが設定されているため、車両の走行状態が変化してエンジン回転速度に変化が生じると、その変化によって、上限回転数への収束性が悪化したり、過回転が発生したりするといった不具合がある。
According to the technique of
そこで、本発明は、車両の走行状態の変化による上限エンジン回転数への収束性の悪化を防ぎ、安定して過回転の発生を防止するエンジンの過回転防止制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an engine overspeed prevention control device that prevents deterioration of convergence to an upper limit engine speed due to a change in the running state of a vehicle and stably prevents the occurrence of overspeed. To do.
本発明は、車両に搭載されるエンジンに対するトルク制限によって当該エンジンの過回転を防止する過回転防止制御装置において、前記エンジンの回転数を上限エンジン回転数に一致させるための制限要求トルクを求め、エンジン回転数が前記トルク制限を実行するための制限回転数以上となった場合に、前記制限要求トルクに基づいてエンジントルクを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記車両の走行抵抗値に基づいて前記制限要求トルクを求めることを特徴とする。 The present invention relates to an overspeed prevention control device that prevents overspeed of an engine by limiting torque for an engine mounted on a vehicle, and obtains a limit request torque for causing the engine speed to coincide with an upper limit engine speed. When the engine speed becomes equal to or higher than the limit speed for executing the torque limitation, the engine has a control unit that controls the engine torque based on the limit request torque, and the control unit is a running resistance of the vehicle The limit request torque is obtained based on the value.
本発明によると、車両の走行状態の変化による上限エンジン回転数への収束性の悪化を防ぎ、安定して過回転の発生を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent deterioration of convergence to the upper limit engine speed due to a change in the running state of the vehicle, and to prevent the occurrence of overspeed stably.
以下、図1から図7を参照しながら本発明の一実施の形態に係るエンジンの過回転防止制御装置について詳細に説明する。 Hereinafter, an engine overspeed prevention control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
図1は、本発明の一実施の形態に係るエンジンの過回転防止制御装置として機能する制御部1のブロック図を示す。制御部1には、制御部1にセンサ検出値または入力値もしくは設定値を示す信号を供給するセンサ部10と、制御部1から制御信号が供給されるエンジン100とが電気的に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a
また、制御部1には、データを一時的または一定期間にわたって保存するためのメモリ180が接続されている。
The
センサ部10は、タイヤ状態入力装置11、Gセンサ12、ナビゲーションシステム13、上限エンジン回転数設定装置14、タイヤ動半径入力装置15、ギヤ段検出装置16、速度センサ17、車両重量検出装置18、スロットル開度センサ110およびクランク角センサ120を備える。
The
タイヤ状態入力装置11は、例えば、タイヤの種類や空気圧を表す値を入力するための装置である。Gセンサ12は、車両に働く加速度および減速度を表す信号を出力する装置である。ナビゲーションシステム13は、例えばGPS(全地球測位システム)からのデータに基づいて道路状態および車両の現在位置を表す信号を出力する装置である。
The tire
また、センサ部10の上限エンジン回転数設定装置14は、上限エンジン回転数を設定して入力するための装置である。上限エンジン回転数は、これを超えると過回転が発生することになる最高エンジン回転数とこれより小さくかつこれに近似するエンジン回転数とを含むエンジン回転数の中の任意のエンジン回転数である。例えば、上限エンジン回転数の一例として、最高エンジン回転数を設定してもよい。
The upper limit engine
タイヤ動半径入力装置15は、タイヤ動的負荷半径を表す値を入力するための装置である。ギヤ段検出装置16は、トランスミッションのギヤ段を検出してそのギヤ段のギヤ比を表す信号を出力するための装置である。
The tire dynamic
また、センサ部10の速度センサ17は、車両速度を検出するための装置である。車両重量検出装置18は、車両重量を検出するための装置である。スロットル開度センサ110は、スロットルバルブの開度を表す信号を出力する装置である。クランク角センサ120は、クランク角度を表す信号を出力する装置である。
The
なお、図1において、センサ部10の一部の装置から制御部1に向かって破線で示す信号が出力されている。これらの装置から出力される値を、例えばメモリ180に予め保存し、必要に応じて読み出せるようにすると、それらの装置を省くことができる。
In FIG. 1, a signal indicated by a broken line is output from some devices of the
エンジン100は、例えば、ピストンがシリンダ内を2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行うとともに、圧縮行程および膨張行程の間に点火を行う4サイクルのガソリンエンジンによって構成されており、点火コイル130、インジェクタ140、スロットルバルブ150、排気バルブ160および吸気バルブ170を備える。
For example, the
制御部1は、路面勾配検出装置20、最高速度算出装置30、駆動力算出装置40、推進力算出装置50、エンジントルク算出装置60、走行抵抗算出装置70、制限要求トルク算出装置80およびトルク制限制御装置90を備える。
The
また、走行抵抗算出装置70は、転がり抵抗推定装置71、勾配抵抗算出装置72および空気抵抗推定装置73を備える。
The running
路面勾配検出装置20には、Gセンサ12およびナビゲーションシステム13が電気的に接続されていて、Gセンサ12から加速度または減速度を表す信号と、ナビゲーションシステム13から道路情報や車両の現在位置を表す信号とが入力される。路面勾配検出装置20は、それらの信号から車両が走行している路面勾配を検出して路面勾配を表す信号を走行抵抗算出装置70に出力する。
最高速度算出装置30には、上限エンジン回転数設定装置14、タイヤ動半径入力装置15およびギヤ段検出装置16が電気的に接続されていて、上限エンジン回転数設定装置14から、設定された上限エンジン回転数を表す信号と、タイヤ動半径入力装置15からタイヤ動的負荷半径を表す信号と、ギヤ段検出装置16から、検出したトランスミッションのギヤ段におけるギヤ比を表す信号とが入力される。
The maximum
最高速度算出装置30は、それらの信号から最高車両速度を算出し、それを表す信号を走行抵抗算出装置70に出力する。
The maximum
エンジントルク算出装置60には、センサ部10のスロットル開度センサ110およびクランク角センサ120が電気的に接続されていて、スロットル開度センサ110からスロットルバルブの開度を表す信号と、クランク角センサ120から、検出したクランク角度を表す信号とが入力される。エンジントルク算出装置60は、入力されたクランク角度を表す信号からエンジン回転数を算出する。
The engine
また、エンジントルク算出装置60は、シリンダ内への流入空気量、エンジン回転数、点火時期、空燃比から算出されるエンジン燃焼トルクから、エンジンの機械損失、ポンプ損失、エンジン冷却水ポンプ、発電機、エアコン用コンプレッサ駆動のためのトルクを差し引いてエンジントルクを求める。
Further, the engine
なお、図2は、エンジントルクとエンジン回転速度とスロットル開度との関係を示すエンジントルクマップの一例である。エンジントルク算出装置60は、このマップを参照して、スロットル開度センサ110から入力されたスロットル開度および算出したエンジン回転数からそれらに対応するエンジントルクを求めてもよい。
FIG. 2 is an example of an engine torque map showing the relationship among engine torque, engine speed, and throttle opening. The engine
図1において、駆動力算出装置40には、タイヤ動半径入力装置15、ギヤ段検出装置16およびエンジントルク算出装置60が電気的に接続されていて、タイヤ動半径入力装置15からタイヤ動的負荷半径を表す信号と、ギヤ段検出装置16からトランスミッションのギヤ段におけるギヤ比を表す信号と、エンジントルク算出装置60からエンジントルクを表す信号とが入力される。駆動力算出装置40は、それらの信号から車両駆動力を算出する。
In FIG. 1, a tire dynamic
推進力算出装置50には、速度センサ17および車両重量検出装置18が電気的に接続されていて、速度センサ17から、検出した車両速度を表す信号と、車両重量検出装置18から、検出した車両重量を表す信号とが入力される。推進力算出装置50は、それらの信号から車両推進力を算出する。
The propulsion
また、走行抵抗算出装置70には、センサ部10のタイヤ状態入力装置11、路面勾配検出装置20、センサ部10の車両重量検出装置18および最高速度算出装置30が電気的に接続されていて、タイヤ状態入力装置11からタイヤの種類や空気圧を表す値を示す信号と、路面勾配検出装置20から、検出した路面勾配を表す信号と、車両重量検出装置18から、検出した車両重量を表す信号と、最高速度算出装置30から、算出した最高車両速度を表す信号とが入力される。
Further, the tire
走行抵抗算出装置70に入力された信号に基づいて、転がり抵抗推定装置71、勾配抵抗算出装置72および空気抵抗推定装置73がそれぞれ転がり抵抗値(Rr)、勾配抵抗値(Re)および空気抵抗値(Ra)を推定または算出し、走行抵抗算出装置70はそれらの推定または算出された値に基づいて走行抵抗値を算出する。
Based on the signal input to the running
転がり抵抗は、路面とタイヤの接地面との間で発生するタイヤの動的変形に基づくエネルギー損失により発生する抵抗で、車両重量と転がり抵抗係数に比例して大きくなるもので、以下の式から求めることができる。 Rolling resistance is resistance generated by energy loss based on dynamic deformation of the tire that occurs between the road surface and the tire contact surface, and increases in proportion to the vehicle weight and rolling resistance coefficient. Can be sought.
転がり抵抗値(Rr)=Wμ (1)
ここで、転がり抵抗値(Rr)の単位は(kg)、Wは車両重量(kg)、μは転がり抵抗係数である。
Rolling resistance value (Rr) = Wμ (1)
Here, the unit of the rolling resistance value (Rr) is (kg), W is the vehicle weight (kg), and μ is the rolling resistance coefficient.
転がり抵抗推定装置71は、センサ部10のタイヤ状態入力装置11および車両重量検出装置18からそれぞれタイヤの種類に応じた転がり抵抗係数および車両重量を表す信号を受け取り、これらの信号に基づいて転がり抵抗値(Rr)を推定する。
The rolling
勾配抵抗は、傾斜路面を走行する際に発生する抵抗で、車両重量と路面勾配に比例するもので、以下の式から求めることができる。 The gradient resistance is a resistance generated when traveling on an inclined road surface, and is proportional to the vehicle weight and the road surface gradient, and can be obtained from the following equation.
勾配抵抗値(Re)=Wsinθ (2)
ここで、勾配抵抗値(Re)の単位は(kg)、Wは車両重量(kg)、θは路面勾配である。
Gradient resistance value (Re) = Wsin θ (2)
Here, the unit of the gradient resistance value (Re) is (kg), W is the vehicle weight (kg), and θ is the road surface gradient.
勾配抵抗算出装置72は、路面勾配検出装置20およびセンサ部10の車両重量検出装置18からそれぞれ路面勾配および車両重量を表す信号を受け取り、これらの信号に基づいて路面の勾配抵抗値(Re)を算出する。
The gradient
空気抵抗は、車両の車体の表面と空気との摩擦により発生する抵抗で、車両前面の投影面積と車両走行速度に比例するもので、以下の式から求めることができる。 The air resistance is a resistance generated by the friction between the surface of the vehicle body and the air, and is proportional to the projected area of the front surface of the vehicle and the vehicle traveling speed, and can be obtained from the following equation.
空気抵抗値(Ra)=λSV2 (3)
ここで、空気抵抗値(Ra)の単位は(kg)、λは空気抵抗係数(空気密度を含む)(kg・s2/m4)、Sは車両前面投影面積(m2)、Vは車両走行速度(m/s)である。
Air resistance value (Ra) = λSV 2 (3)
Here, the unit of the air resistance value (Ra) is (kg), λ is the air resistance coefficient (including air density) (kg · s 2 / m 4 ), S is the projected area on the front surface of the vehicle (m 2 ), and V is Vehicle traveling speed (m / s).
空気抵抗推定装置73は、例えばメモリ180から、あらかじめ保存されている空気抵抗係数および車両前面投影面積を表す信号を受け取るとともに、最高速度算出装置30から最高車両速度を表す信号を受け取り、これらの信号に基づいて、空気抵抗値(Ra)を算出する。
The air
次に、制限要求トルク算出装置80には、走行抵抗算出装置70、駆動力算出装置40および推進力算出装置50が電気的に接続されていて、それらの装置から、それぞれ、転がり抵抗値、勾配抵抗値および空気抵抗値からなる走行抵抗値、車両駆動力並びに車両推進力を表す信号が入力される。
Next, a travel
なお、車両駆動力と車両推進力との差分が走行抵抗値となる。 Note that the difference between the vehicle driving force and the vehicle driving force is the running resistance value.
制限要求トルク算出装置80は、入力された走行抵抗値、車両駆動力および車両推進力に基づいて、車両最高速度一定にて走行する際の走行抵抗値と車両駆動力とが釣り合う状態、すなわち、車両推進力がない状態を作り出すために必要とするエンジントルク(以下、「制限要求トルク」と称する)を算出する。 Based on the input travel resistance value, vehicle driving force, and vehicle propulsion force, the limit request torque calculating device 80 balances the traveling resistance value and the vehicle driving force when traveling at a constant maximum vehicle speed, that is, An engine torque (hereinafter referred to as “restricted request torque”) required to create a state without vehicle propulsion is calculated.
ただし、車両推進力がない状態は、車両駆動力と走行抵抗値とが完全に一致するときに達成されるが、これに限定されずに、車両の駆動力と走行抵抗値との釣り合いのバランスに多少の偏差があったとしても過回転の発生を防止する効果が得られる範囲や誤差であれば、車両の駆動力と走行抵抗値とが近似するような制限要求トルクであってもよい。 However, the state where there is no vehicle driving force is achieved when the vehicle driving force and the running resistance value completely match, but the present invention is not limited to this, and the balance between the driving force of the vehicle and the running resistance value is balanced. Even if there is a slight deviation, the required torque limit may be such that the driving force of the vehicle approximates the running resistance value as long as it is within a range or error in which the effect of preventing the occurrence of overspeed is obtained.
このため、この明細書において、「車両駆動力と走行抵抗値とが一致する」と表現したときには、「一致」には近似することも含まれる。 For this reason, in this specification, when the expression “the vehicle driving force and the running resistance value match” is included, “matching” includes approximation.
すなわち、制限要求トルクは、車両駆動力と走行抵抗値とが完全に一致するときまたは近似するときのエンジントルクとすることができる。 That is, the limit request torque can be the engine torque when the vehicle driving force and the running resistance value completely match or approximate.
上記のとおり、走行抵抗算出装置70によって算出される走行抵抗値は、少なくとも路面勾配の変化に応じて変更されている。このため、制限要求トルク算出装置80によって算出される制限要求トルクは、その走行抵抗値の変更に基づいて変更される。
As described above, the running resistance value calculated by the running
このように、走行抵抗値の変化に応じて制限要求トルクを変更することにより、車両の走行状態の変化によって上限エンジン回転数(例えば最高エンジン回転数)への収束性が悪化することを防ぐことができ、これにより、安定して過回転の発生を防止することができる。 Thus, by changing the limit request torque according to the change in the running resistance value, it is possible to prevent the convergence to the upper limit engine speed (for example, the maximum engine speed) from being deteriorated due to the change in the running state of the vehicle. Thus, it is possible to stably prevent the occurrence of over-rotation.
走行抵抗値の変化に応じて制限要求トルクを変更することが望ましい理由は次のとおりである。車両の走行路面の勾配は時々刻々と変化し、例えば、実エンジン回転数が上限エンジン回転数に収束しているときに下り勾配が大きくなって走行抵抗値が小さくなると、車両推進力が発生することになる。このため、この時点での制限要求トルクでは上限エンジン回転数への収束を維持することができなくなり、エンジン回転数が上昇して過回転となるおそれがある。 The reason why it is desirable to change the limit request torque according to the change in the running resistance value is as follows. The gradient of the road surface of the vehicle changes from moment to moment. For example, when the actual engine speed converges to the upper limit engine speed and the descending gradient increases and the running resistance value decreases, vehicle propulsion is generated. It will be. For this reason, the restriction request torque at this time cannot maintain the convergence to the upper limit engine speed, and the engine speed may increase to cause overspeed.
そこで、例えば、Gセンサ12から取得した加速度情報およびナビゲーションシステム13から取得した道路情報、また、図示しない車載カメラによって撮像された画像情報等に基づいて路面勾配検出装置20によって路面勾配の変化を検出し、その路面勾配の変化に応じて車両推進力を打ち消すように制限要求トルクを変更すると、エンジン回転数の上限エンジン回転数への収束を安定して維持することができるようになる。
Therefore, for example, a change in road surface gradient is detected by the road surface
トルク制限制御装置90には、制限要求トルク算出装置80、エンジントルク算出装置60およびクランク角センサ120が電気的に接続されていて、制限要求トルク算出装置80から制限要求トルクを表す信号と、エンジントルク算出装置60から、算出されたエンジントルクを表す信号と、クランク角センサ120から、検出したクランク角度を表す信号とが入力される。
The torque
トルク制限制御装置90は、クランク角センサ120によって検出された信号に基づいて求められたエンジン回転数と、トルク制限制御を実行するか否かを判断するためのエンジン回転数であるトルク制限制御実行エンジン回転数とに基づいて、トルク制限制御の実行を開始するか否かを決定する。
The torque
トルク制限制御実行エンジン回転数は、エンジントルクが制限要求トルクに達するまでの時間と、エンジン回転数の上昇の状態との関係に基づいて求められる。エンジントルクが制限要求トルクに達するまでの時間は、現在のエンジントルクと制限要求トルクとの差分に基づいて求められ、エンジン回転数の上昇状態は、エンジンの回転角加速度に基づいて求められる。 The torque limit control execution engine speed is obtained based on the relationship between the time until the engine torque reaches the limit request torque and the state of increase in the engine speed. The time until the engine torque reaches the limit request torque is determined based on the difference between the current engine torque and the limit request torque, and the increase state of the engine speed is determined based on the rotational angular acceleration of the engine.
図3は、トルク制限制御実行エンジン回転数を算出するために使用するマップの一例を示す。トルク制限制御実行エンジン回転数は、現在のエンジントルクと制限要求トルクとの差分と、エンジンの回転角加速度との対応関係から求められる。図3のマップは、予め作成してメモリ180に格納しておく。
FIG. 3 shows an example of a map used for calculating the torque limit control execution engine speed. The torque limit control execution engine speed is obtained from the correspondence between the difference between the current engine torque and the limit request torque, and the rotational angular acceleration of the engine. The map of FIG. 3 is created in advance and stored in the
ここで、トルク制限制御とは、エンジン回転数がトルク制限実行エンジン回転数以上となったら、ドライバの要求トルクに関わらず、エンジントルクを強制的に低下させて、エンジン回転数が上限エンジン回転数を超えないようにする制御をいう。具体的には、例えば、スロットル開度を低下させたり、吸気バルブや排気バルブの閉開タイミングを制御することで吸入空気量を制限したり、点火時期を遅角したり、燃料噴射を停止や再開したりする等して、エンジントルクを強制的に低下させ、これによって、エンジン回転数が上限エンジン回転数を超えないようにする制御をおこなう。 Here, the torque limit control means that if the engine speed becomes equal to or higher than the torque limit execution engine speed, the engine torque is forcibly decreased regardless of the driver's required torque, and the engine speed is the upper limit engine speed. Control that does not exceed. Specifically, for example, the throttle opening is reduced, the intake air amount is limited by controlling the closing timing of the intake valve and the exhaust valve, the ignition timing is retarded, the fuel injection is stopped, The engine torque is forcibly reduced by, for example, restarting, and thereby the engine speed is controlled so as not to exceed the upper limit engine speed.
トルク制限制御は、エンジントルク算出装置60で算出されたエンジントルクが、制限要求トルク算出装置80から入力された制限要求トルクを超えており、実エンジン回転数が、トルク制限制御実行エンジン回転数を超えている場合に実行される。
In the torque limit control, the engine torque calculated by the engine
このようなトルク制限制御を達成するため、トルク制限制御装置90は、制限吸入空気量を、上限エンジン回転数で制限要求トルクを実現するために必要な吸入空気量として算出する。吸入空気量の制限は、スロットル開度を制限すること、または排気バルブ160若しくは吸気バルブ170の作動角制御を行うことで実現することができる。
In order to achieve such torque limit control, the torque
排気バルブ160または吸気バルブ170の作動角制御を行うことによって、例えば、吸気バルブの開制御のタイミングを進角したり、排気バルブの閉制御を遅角したりすると、吸気バルブと排気バルブとが同時に開いているオーバラップ量が増加し、これにより、シリンダ内に排気ガスの一部が残留することになる。この結果、その残留分だけ吸入空気量を制限することができるようになる。
By controlling the operating angle of the
トルク制限制御装置90は、トルク制限制御を実行する場合、メモリ180からトルク制限手順およびトルク制限制御実行エンジン回転数を算出するためのマップを読み出す。次に、そのトルク制限手順およびマップに基づいて、エンジン100の点火コイル130、インジェクタ140、スロットバルブ150、排気バルブ160または吸気バルブ170の制御対象となるものに制御信号を供給する。
When executing the torque limit control, the torque
例えば、エンジン100の点火コイル130には点火時期を遅角するための信号を供給し、インジェクタ140には燃料噴射量を停止および再開したり減量したりするための信号を供給し、スロットバルブ150にはスロットル開度を制限して吸入空気量を制限するための信号を供給し、排気バルブ160または吸気バルブ170には、それらのバルブの作動角制御する信号を供給する。これらの制御は各制御対象を指令値に変更することによって行うことができる。
For example, the ignition coil 130 of the
一方で、例えば、トルク制限制御の開始からエンジン回転数収束までをスロットルバルブ開度制御のみで実現しようとすると、要求制限トルクに到達するまでには時間遅れが発生するため、スロットルバルブ開度の制限開始から要求制限トルクに到達するまでの間のトルク制御性が悪くなる。そのため、トルク制限制御を開始する時期を早くする必要がある。 On the other hand, for example, if it is attempted to realize from the start of the torque limit control to the convergence of the engine speed only by the throttle valve opening control, a time delay occurs until the required limit torque is reached. The torque controllability from the start of the limit until the required limit torque is reached deteriorates. Therefore, it is necessary to advance the timing for starting the torque limit control.
このため、上記のように、点火時期の遅角や上述の排気バルブおよび吸気バルブの作動角制御、燃料噴射の停止を併用したトルク制御を行うことにより、トルク制限制御を開始する時期を過度に早くすることを回避することができ、エンジン回転数の収束性を向上させることにより過回転防止を実現することができる。 For this reason, as described above, the timing of starting the torque limit control is excessively performed by performing the torque control using the retard of the ignition timing, the operating angle control of the exhaust valve and the intake valve, and the stop of the fuel injection as described above. It is possible to avoid speeding up, and it is possible to prevent overspeed by improving the convergence of the engine speed.
また、点火時期の遅角は、排気ガス浄化触媒の温度を上昇させてしまう。そして、過度の高温になった排気ガス浄化触媒は、排気ガスを浄化する性能が低下する。このため、吸入空気量の制限による要求制限トルクへの到達の時間遅れが解消されたら直ちに吸入空気量を制限する前の点火時期へ復帰させることにより、排気ガス浄化触媒の温度の上昇を抑えることが可能となる。 In addition, the retard of the ignition timing increases the temperature of the exhaust gas purification catalyst. And the exhaust gas purification catalyst which became excessively high temperature falls in the performance which purifies exhaust gas. For this reason, as soon as the time delay to reach the required limit torque due to the restriction of the intake air amount is resolved, the temperature of the exhaust gas purification catalyst is suppressed from rising immediately by returning to the ignition timing before restricting the intake air amount. Is possible.
また、燃料噴射の停止および再開の繰り返しも排気ガス浄化触媒の温度上昇の原因となる。このため、燃料噴射の停止によるエンジントルク低下を実施したら速やかに吸入空気量の制限を実施するようにすると、燃料噴射の停止および再開を繰り返すことなく目標トルクに収束させることができることになる。 In addition, repeated stop and restart of fuel injection also cause a rise in the temperature of the exhaust gas purification catalyst. For this reason, if the restriction of the intake air amount is promptly performed when the engine torque is reduced due to the stop of the fuel injection, the target torque can be converged without repeatedly stopping and restarting the fuel injection.
また、上限エンジン回転数を維持するためには、上記のとおり、路面勾配の変化を監視しながら路面勾配に応じたエンジントルクを算出し、それに基づいて制御を行うようにすればよい。 In order to maintain the upper limit engine speed, as described above, the engine torque corresponding to the road surface gradient may be calculated while monitoring the change in the road surface gradient, and control may be performed based on the calculated engine torque.
図4(a)から図4(f)は、本発明の一実施の形態に係るエンジンの過回転防止制御装置によってトルク制限制御の実行が開始された際の各被制御対象の挙動を説明するためのタイムチャートを示す。各図において、横軸は時間を示し、縦軸は、上側に行くほど大きくなるか進むことになるものとする。 FIG. 4A to FIG. 4F illustrate the behavior of each controlled object when the torque limit control is started by the engine overspeed prevention control device according to the embodiment of the present invention. The time chart for showing is shown. In each figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis is assumed to increase or advance as it goes upward.
図4(b)はエンジン回転数の挙動を示す。現在のエンジン回転数が、t1において、破線で示すトルク制限制御実行エンジン回転数を超えると、トルク制限制御装置90がトルク制限制御の実行を開始する。トルク制限制御の実行が開始されると、その後、エンジン回転数の増加の割合が減少し、エンジン回転数は、上限エンジン回転数(例えば最高エンジン回転数)と完全に一致するかまたは上限エンジン回転数(または最高エンジン回転数)に近似する回転数に収まるようになる。
FIG. 4B shows the behavior of the engine speed. When the current engine speed exceeds the torque limit control execution engine speed indicated by the broken line at t1, the torque
このため、本明細書において、エンジン回転数が、上限エンジン回転数と一致すると表現したときには、エンジン回転数が、上限エンジン回転数に完全に一致するかまたは上限エンジン回転数に近似する回転数になることを意味する。 Therefore, in the present specification, when it is expressed that the engine speed matches the upper limit engine speed, the engine speed completely matches the upper limit engine speed or approximates the upper limit engine speed. It means to become.
実エンジン回転数が最高エンジン回転数と一致するようにすると、トルク制限によって発生する減速を防止できるため運転者に対する違和感を軽減できる。また、実エンジン回転数が、最高エンジン回転数より小さい上限エンジン回転数と一致するようにすると、トルク制限中にエンジン回転数が多少上昇しても過回転を防止することができる。 If the actual engine speed matches the maximum engine speed, deceleration caused by torque limitation can be prevented, so that the driver feels uncomfortable. Further, if the actual engine speed matches the upper limit engine speed smaller than the maximum engine speed, it is possible to prevent overspeed even if the engine speed slightly increases during torque limitation.
図4(a)は車両速度の挙動を示す。この図に示すように、車両速度はt1まで線形的に車両速度は増加しているが、t1においてトルク制限制御の実行が開始されると車両速度の線形的な増加の割合が減少しその後一定速度に収束する。 FIG. 4A shows the behavior of the vehicle speed. As shown in this figure, the vehicle speed increases linearly until t1, but when the torque limit control is started at t1, the linear increase rate of the vehicle speed decreases and then remains constant. Converge to speed.
図4(c)は点火時期の挙動を示す。この図に示すように、点火時期はt1になるまで同一であるが、t1においてトルク制限制御の実行が開始されると、点火時期は一気に遅角され、それからt2まで線形的に進角し、t2において元の点火時期になる。 FIG. 4C shows the behavior of the ignition timing. As shown in this figure, the ignition timing is the same until t1, but when the execution of the torque limit control is started at t1, the ignition timing is retarded at once, and then is linearly advanced to t2. The original ignition timing is reached at t2.
図4(d)はスロットル開度および吸入空気量の挙動を示す。この図に示すように、スロットル開度はt1まで同一であるが、t1においてトルク制限制御の実行が開始されると、スロットル開度が既定の開度に制限され、その後、制限されたそのスロットル開度が保持される。ただし、t1において、スロットル開度が既定の開度に制限されても、吸入空気量は時間的に遅れて制限され、t2において、制限された吸入空気量になる。 FIG. 4D shows the behavior of the throttle opening and the intake air amount. As shown in this figure, the throttle opening is the same up to t1, but when execution of torque limit control is started at t1, the throttle opening is limited to a predetermined opening, and then the throttle The opening degree is maintained. However, even if the throttle opening is limited to a predetermined opening at t1, the intake air amount is limited with a time delay, and at t2, the intake air amount is limited.
図4(e)はエンジントルクの挙動を示す。図4(d)に示すような吸入空気量の制限の遅れに対応して、図4(e)のt1において、トルク制限制御の実行が開始されると、t1の時点では、エンジントルクは、ドライバ要求トルクで維持しようとするが、時間的に遅れて減少し、ほぼt2において制限要求トルクで一定値になる。 FIG. 4 (e) shows the behavior of the engine torque. Corresponding to the delay in restricting the intake air amount as shown in FIG. 4D, when the torque limit control is started at t1 in FIG. 4E, the engine torque is Although it tries to maintain at the driver request torque, it decreases with a delay in time, and reaches a constant value at the limit request torque at about t2.
図4(f)は車両駆動力および走行抵抗値の挙動を示す。車両駆動力と走行抵抗値との差は車両推進力(言い換えると加速する力)になる。この図において、t1においてトルク制限制御が実行されると、図4(e)のエンジントルクの挙動に対応して車両駆動力が少し遅れて減少し、その後、走行抵抗値に一致するようになる。車両駆動力が走行抵抗値に一致した状態は、車両が加速も減速もされていない状態を示している。これに対し、走行抵抗値と車両駆動力とが一致せずにそれらの間に偏差が生じており、走行抵抗値よりも車両駆動力が大きい場合は、偏差に相当する加速が生じていることを示している。 FIG. 4F shows the behavior of the vehicle driving force and the running resistance value. The difference between the vehicle driving force and the running resistance value is a vehicle driving force (in other words, an acceleration force). In this figure, when the torque limit control is executed at t1, the vehicle driving force decreases with a slight delay corresponding to the behavior of the engine torque shown in FIG. 4 (e), and then coincides with the running resistance value. . The state where the vehicle driving force matches the running resistance value indicates a state where the vehicle is neither accelerated nor decelerated. On the other hand, the running resistance value and the vehicle driving force do not coincide with each other, and a deviation occurs between them. When the vehicle driving force is larger than the running resistance value, acceleration corresponding to the deviation occurs. Is shown.
図5は、本発明の一実施の形態に係るエンジンの過回転防止制御装置におけるトルク制限制御実行条件の成否判断のフローチャートの一例を示す。 FIG. 5 shows an example of a flowchart of success / failure determination of the torque limit control execution condition in the engine overspeed prevention control device according to the embodiment of the present invention.
まず、制御部1の駆動力算出装置40、推進力算出装置50および勾配抵抗算出装置72が、それぞれ、車両駆動力、車両推進力および路面勾配抵抗値を算出する(ステップS51)。
First, the driving
次に、転がり抵抗推定装置71および空気抵抗推定装置73が、それぞれ、転がり抵抗値および空気抵抗値を推定する(ステップS52)。
Next, the rolling
次に、最高速度算出装置30が設定上限速度を算出する。この実施の形態では、最高速度算出装置30が一例として車両最高速度を算出する(ステップS53)。
Next, the maximum
次に、走行抵抗算出装置70が、ステップS53で算出した車両最高速度における走行抵抗値を算出する(ステップS54)。
Next, the running
次に、制限要求トルク算出装置80が、ステップS51で求めた車両駆動力および車両推進力とステップS54で求めた走行抵抗値とに基づいて、制限要求トルクを算出する(ステップS55)。 Next, the limit request torque calculation device 80 calculates the limit request torque based on the vehicle driving force and vehicle propulsion force obtained in step S51 and the running resistance value obtained in step S54 (step S55).
次に、トルク制限制御装置90が、クランク角センサ120からの信号に基づいてエンジン回転角加速度を算出する(ステップS56)。
Next, the torque
続いて、トルク制限制御装置90は、エンジントルク算出装置60から供給されるドライバ要求トルクが、ステップS55で求めた制限要求トルクより大であるか否かを判別する(ステップS57)。
Subsequently, the torque
トルク制限制御装置90は、ステップS57において、ドライバ要求トルクが制限要求トルクより大である(YES)と判定したときには、ステップS56で求めたエンジン回転角加速度が任意の値から選択した所定の値より大であるか否かを判別する(ステップS58)。
When it is determined in step S57 that the driver request torque is greater than the limit request torque (YES), the torque
トルク制限制御装置90は、ステップS58において、エンジン回転角加速度が所定の値より大である(YES)と判定したときには、エンジン状態が回転上昇状態にあるので、続いて、エンジン回転角加速度と、現在のエンジントルクと制限要求トルクとの差分とに応じた制限制御実行エンジン回転数を算出する(ステップS59)。
When the torque
なお、制限制御実行エンジン回転数は、エンジン回転角加速度と、エンジントルクと制限要求トルクとの差分とに応じて予め算出してマップとして作成しておくことができるため、その都度、制限制御実行エンジン回転数を算出することなく、そのマップから制限制御実行エンジン回転数を選択するようにしてもよい。 Note that the engine speed can be calculated in advance according to the engine rotation angular acceleration and the difference between the engine torque and the limit request torque, and can be created as a map. The limit control execution engine speed may be selected from the map without calculating the engine speed.
ステップS59に続いて、トルク制限制御装置90は、エンジン回転数が、トルク制限制御実行エンジン回転数より大であるか否かを判別する(ステップS60)。ここで、トルク制限制御装置90は、エンジン回転数が、トルク制限制御実行エンジン回転数より大である(YES)と判定したときには、トルク制限制御の実行を開始して(ステップS61)このトルク制限制御実行条件の成否判断の処理を終了する。
Subsequent to step S59, the torque
一方、トルク制限制御装置90は、ステップS60において、エンジン回転数が、トルク制限制御実行エンジン回転数以下である(NO)と判別すると、続いて、エンジン回転数が、制限制御実行エンジン回転数から所定回転数を引いた回転数より大であるか否かを判別する(ステップS62)。
On the other hand, when the torque
トルク制限制御装置90は、ステップS62において、エンジン回転数が、制限制御実行エンジン回転数から所定回転数を引いた回転数より大である(YES)と判別したときには、トルク制限制御実行は不要であるため、このトルク制限制御実行条件の成否判断の処理を終了する。
When the torque
また、トルク制限制御装置90は、ステップS57において、ドライバ要求トルクが制限要求トルク以下である(NO)と判別したとき、ステップS58において、エンジン回転角加速度が所定の値以下であると判別したとき(NO)、または、ステップS62において、エンジン回転数が、トルク制限制御実行エンジン回転数から所定回転数を引いた回転数以下である(NO)と判別したときには、トルク制限制御実行条件は不成立であると判断して(ステップS63)、このトルク制限制御実行条件の成否判断の処理を終了する。
Further, when it is determined in step S57 that the driver request torque is equal to or less than the limit request torque (NO), the torque
図6は、本発明の一実施の形態に係るエンジンの過回転防止制御装置におけるトルク制限制御実行条件の成否判断後のトルク制限制御実行制御のフローチャートの一例を示す。 FIG. 6 shows an example of a flowchart of torque limit control execution control after determination of success or failure of the torque limit control execution condition in the engine overspeed prevention control device according to the embodiment of the present invention.
制御部1のトルク制限制御装置90は、トルク制限制御実行条件の成否判断に基づいて、トルク制限制御実行条件が成立しているか否かを判別する(ステップS71)。ここで、トルク制限制御装置90は、トルク制限制御実行条件が成立していない(NO)と判別したときには、このトルク制限制御実行制御の処理を終了させる。
The torque
トルク制限制御装置90は、ステップS71において、トルク制限制御実行条件が成立している(YES)と判別したときには、制限要求トルクに応じたスロットルバルブ開度を算出し、スロットバルブ150を制御するための指令値を変更する(ステップS72)。
When it is determined in step S71 that the torque limit control execution condition is satisfied (YES), the torque
次に、トルク制限制御装置90は、エンジン回転角加速度と、現在のエンジントルクと制限要求トルクとの差分とに応じたトルク制限手法第1から第4までの中から1つまたは複数を選択し、各被制御対象装置を制御するための指令値を算出する(ステップS73)。
Next, the torque
続いて、トルク制限制御装置90は、トルク制限手法第1から第4までの中から1つまたは複数を選択して実行するためにトルク制限手法を実行し(ステップS74)、トルク制限制御実行制御の処理を終了する。
Subsequently, the torque
図7は、図6のトルク制限制御実行制御の処理の中のトルク制限手法実行処理のためのフローチャートの一例を示す。 FIG. 7 shows an example of a flowchart for the torque limiting method execution process in the torque limit control execution control process of FIG.
まず、トルク制限制御装置90は、トルク制限手法(第1)を選択するか否かを判別し(ステップS81)、選択するとき(YES)には、点火コイル130の点火時期を制御するための値を指令値に変更する(ステップS82)。
First, the torque
トルク制限制御装置90は、ステップS82を実行した後、または、ステップS81においてトルク制限手法(第1)を選択しなかったとき(NO)には、トルク制限手法(第2)を選択するか否かを判別し(ステップS83)、選択するときには(YES)、可変吸気バルブ170の作動角を制御するための値を指令値に変更する(ステップS84)。
Whether or not the torque
トルク制限制御装置90は、ステップS84を実行した後、または、ステップS83においてトルク制限手法(第2)を選択しなかったとき(NO)には、トルク制限手法(第3)を選択するか否かを判別し(ステップS85)、選択するとき(YES)には、可変排気バルブ160の作動角を制御するための値を指令値に変更する(ステップS86)。
The torque limiting
トルク制限制御装置90は、ステップS86を実行した後、または、ステップS85においてトルク制限手法(第3)を選択しなかったとき(NO)には、トルク制限手法(第4)を選択するか否かを判別し(ステップS87)、選択するときには(YES)、インジェクタ140に燃料噴射停止信号を送る(ステップS88)。
Whether or not torque limiting
トルク制限制御装置90は、ステップS88を実行した後、または、ステップS87においてトルク制限手法(第4)を選択しなかったとき(NO)には、このトルク制限手法実行処理を終了する。
The torque
本発明の上記の実施の形態よると以下の効果を得ることができる。 According to the above embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
(1)過回転を防止するためエンジン損傷を回避することができる。 (1) Engine damage can be avoided to prevent over-rotation.
(2)燃料カット制御のようにトルクを大きく低下させる制御のみでトルク制限を行うのではなく、吸入空気量制御、点火時期制御、燃料カット制御を併用するトルク制限制御を実行するため、従来トルク制限によって発生していたショックを軽減できる。 (2) Torque limitation is not performed only by control that greatly reduces the torque as in fuel cut control, but torque limit control that uses intake air amount control, ignition timing control, and fuel cut control is performed. Reduces the shock caused by restrictions.
(3)上限エンジン回転数(例えば最高エンジン回転数)に収束させるため、エンジン回転数低下による急減速を回避できる。 (3) Since it converges to the upper limit engine speed (for example, the maximum engine speed), rapid deceleration due to a decrease in the engine speed can be avoided.
(4)スロットルバルブ開度を制限して吸入空気量を減量させることによってトルクを低下させることを基本制御として実行し、スロットルバルブ開度の制限のみではトルク制御性が悪い場合に燃料カット制御や点火時期の遅角を行うため、排気ガス浄化触媒の熱的損傷を回避することができる。 (4) The basic control is to reduce the torque by reducing the intake air amount by restricting the throttle valve opening. If the throttle control is poor only by restricting the throttle valve opening, the fuel cut control or Since the ignition timing is retarded, thermal damage to the exhaust gas purification catalyst can be avoided.
上述の通り、本発明の実施の形態について説明したが、当業者によって本発明の範囲を逸脱することなく変更、修正または改変が加えられうることは明白である。そのような変更、修正または改変したものおよび等価物が特許請求の範囲に含まれることは意図されている。 As described above, the embodiments of the present invention have been described, but it is obvious that those skilled in the art can make changes, modifications, and alterations without departing from the scope of the present invention. Such alterations, modifications, and variations and equivalents are intended to be included within the scope of the claims.
1 制御部
10 センサ部
11 タイヤ状態入力装置
12 Gセンサ
13 ナビゲーションシステム
14 上限エンジン回転数設定装置
15 タイヤ動半径入力装置
16 ギヤ段検出装置
17 速度センサ
18 車両重量検出装置
20 路面勾配検出装置
30 最高速度算出装置
40 駆動力算出装置
50 推進力算出装置
60 エンジントルク算出装置
70 走行抵抗算出装置
80 制限要求トルク算出装置
90 トルク制限制御装置
100 エンジン
110 スロットル開度センサ
120 クランク角センサ
130 点火コイル
140 インジェクタ
150 スロットルバルブ
160 排気バルブ
170 吸気バルブ
180 メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記エンジンの回転数を上限エンジン回転数に一致させるための制限要求トルクを求め、エンジン回転数が前記トルク制限を実行するための制限回転数以上となった場合に、前記制限要求トルクに基づいてエンジントルクを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記車両の走行抵抗値に基づいて前記制限要求トルクを求めることを特徴とする過回転防止制御装置。 In an overspeed prevention control device that prevents overspeed of the engine by limiting torque to the engine mounted on the vehicle
A limit request torque for matching the engine speed to the upper limit engine speed is obtained, and when the engine speed becomes equal to or higher than the limit speed for executing the torque limit, based on the limit request torque A control unit for controlling the engine torque;
The over-rotation prevention control device, wherein the control unit obtains the limit request torque based on a running resistance value of the vehicle.
前記制御部は、前記走行抵抗値の変更に基づいて前記制限要求トルクを変更することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の過回転防止制御装置。 The running resistance value is changed according to at least a change in road gradient,
The overspeed prevention control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit changes the limit request torque based on the change in the running resistance value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014103058A JP2015218660A (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Engine overspeed prevention control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2015218660A true JP2015218660A (en) | 2015-12-07 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019119945A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 广州汽车集团股份有限公司 | Automobile chassis integration control method and system |
-
2014
- 2014-05-19 JP JP2014103058A patent/JP2015218660A/en active Pending
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WO2019119945A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 广州汽车集团股份有限公司 | Automobile chassis integration control method and system |
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