JP2015218715A - Vehicle driving force control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動力制御装置に関する。 The present invention relates to a driving force control apparatus for a vehicle.
従来、低燃費を実現する駆動力制御装置がある。例えば、特許文献1には、アクセル開度と車速から駆動輪の目標トルクを算出し、現在の車速に対して、目標トルクを実現しつつ燃料消費率を最小にするエンジンと変速機の目標値を算出し、目標値を実現するようにエンジンと変速機を制御する駆動力制御装置の技術が開示されている。 Conventionally, there is a driving force control device that realizes low fuel consumption. For example, in Patent Document 1, the target torque of the driving wheel is calculated from the accelerator opening and the vehicle speed, and the target value of the engine and the transmission that minimizes the fuel consumption rate while realizing the target torque with respect to the current vehicle speed. And a driving force control device that controls the engine and the transmission so as to achieve the target value is disclosed.
前述した駆動力制御装置では、なお改善の余地がある。例えば、駆動力制御装置は、アクセル開度と車速などから算出されるエンジンの目標エンジントルク(目標駆動力)に対する実際にエンジンが発生した実エンジントルク(実駆動力)の追従性が高いことが望まれている。 The above-described driving force control device still has room for improvement. For example, the driving force control device has high followability of the actual engine torque (actual driving force) actually generated by the engine with respect to the engine target engine torque (target driving force) calculated from the accelerator opening and the vehicle speed. It is desired.
本発明の目的は、目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができる車両の駆動力制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vehicle driving force control device capable of improving the followability of an actual driving force with respect to a target driving force.
本発明の車両の駆動力制御装置は、空燃比を変更可能なエンジンと変速機とを備える車両の駆動力制御装置であって、前記変速機による変速中に目標駆動力と実駆動力との差が所定値よりも大きな場合には、変速完了前に前記空燃比をリッチ側に変更することを特徴とする。 A vehicle driving force control device according to the present invention is a vehicle driving force control device including an engine and a transmission capable of changing an air-fuel ratio, and includes a target driving force and an actual driving force during a shift by the transmission. When the difference is larger than a predetermined value, the air-fuel ratio is changed to the rich side before the shift is completed.
本発明に係る車両の駆動力制御装置は、目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができるという効果を奏する。 The vehicle driving force control apparatus according to the present invention has an effect of improving the followability of the actual driving force with respect to the target driving force.
以下に、本発明の実施形態に係る車両の駆動力制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a vehicle driving force control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[実施形態]
図1から図3を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両の駆動力制御装置に関する。図1は、本発明の実施形態に係る車両の概略構成図、図2は、実施形態に係る駆動力制御の一例を示すフローチャート、図3は、駆動力制御の一例に係るタイムチャートである。
[Embodiment]
The embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The present embodiment relates to a driving force control apparatus for a vehicle. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of driving force control according to the embodiment, and FIG. 3 is a time chart according to an example of driving force control.
図1に示すように、車両10は、エンジン12と、トルクコンバータ14と、自動変速機18(変速機に相当)と、駆動輪26と、駆動力制御装置1を含んで構成されている。エンジン12は、駆動力源の一例であり、空気と燃料を含んだ混合気の燃焼エネルギーを回転運動に変換して出力する。エンジン12は、空気と燃料の比、即ち、空燃比を変更可能である。エンジン12は、トルクコンバータ14を介して自動変速機18の入力軸16に接続されている。自動変速機18の出力軸20は、デファレンシャルギヤ22および左右の駆動軸24を介して左右の駆動輪26に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
トルクコンバータ14は、エンジン12に接続されたポンプインペラと、自動変速機18の入力軸16に接続されたタービンランナとの間で流体伝達によりトルクを伝達する。トルクコンバータ14は、更に、ロックアップクラッチを有している。
The
自動変速機18は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内に配置された1組あるいは複数組の遊星歯車装置と、複数の係合装置とを含んで構成されている。自動変速機18は、係合装置によって複数のギヤ段が択一的に実現される遊星歯車式の有段式の自動変速機である。自動変速機18は、複数の係合装置の掴み替え、すなわち解放側の係合装置の解放と係合側の係合装置の係合とによりクラッチトゥクラッチ変速を行う。複数の係合装置は、それぞれ、入力軸16と出力軸20との間でトルクを伝達する。係合装置として、油圧式の摩擦係合装置であり、例えば、湿式の多板クラッチを用いることができる。
The
駆動力制御装置1は、車両10の各部を制御する。本実施形態の駆動力制御装置1は、コンピュータを含む電子制御ユニットである。
The driving force control device 1 controls each part of the
駆動力制御装置1には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、トルクコンバータ14のタービンランナの回転数を検出するタービン回転数センサ、出力軸20の回転数を検出する出力軸回転数センサが接続されている。駆動力制御装置1は、出力軸20の回転数から車両10の車速を算出する。駆動力制御装置1には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、エンジン12のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、シフトレバーやパドルスイッチに対するシフト操作を検出するシフトセンサが接続されている。
The driving force control device 1 includes an engine speed sensor that detects the engine speed, a turbine speed sensor that detects the speed of the turbine runner of the
駆動力制御装置1は、要求されるエンジントルクに基づいて、エンジン12のスロットル制御、燃料噴射制御、点火制御等に関する指令値を出力する。また、駆動力制御装置1は、車両10に対する目標駆動力を算出する。目標駆動力は、例えば、アクセル開度と車速に基づいて算出される。駆動力制御装置1は、自動変速機18の変速後のギヤ段の変速比、トルクコンバータ14のトルク比等に基づいて目標駆動力を発生させることができるトルク値を目標エンジントルク(目標駆動力に相当)として算出する。トルク比は、例えば、速度比(=タービンランナの回転数/ポンプ(エンジン回転数))とトルク比、効率、および容量係数との関係に基づいて算出される。
The driving force control device 1 outputs a command value related to throttle control, fuel injection control, ignition control, and the like of the
駆動力制御装置1は、自動変速機18の変速制御を実行する。駆動力制御装置1は、車速およびアクセル開度を変数として予め記憶された関係(変速マップや変速線図)に基づいて変速判断を行う。駆動力制御装置1は、自動変速機18の変速を実行すべきと判断した場合には、自動変速機18の変速を実行し、変速前のギヤ段から変速後のギヤ段へと切り替える。駆動力制御装置1は、自動変速機18のギヤ段を目標のギヤ段へと切り替える油圧指令信号を自動変速機18の油圧制御回路28へ出力する。
The driving force control device 1 executes shift control of the
変速制御としては、例えば、変速ショックや変速時間等が適切であるかを実車にて評価しつつ適合により定められた制御マップに基づいて、変速時の各係合装置のトルク容量(あるいは油圧指令値)を決定して自動変速機18の変速を実行する手法がある。制御マップとしては、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、パワーオフダウンシフトのうちのいずれかの変速パターンに応じた制御マップが用いられる。
As the shift control, for example, the torque capacity (or hydraulic pressure command of each engagement device at the time of the shift is determined based on a control map determined by the adaptation while evaluating whether the shift shock, the shift time, etc. are appropriate. There is a method of determining the value) and executing the shift of the
駆動力制御装置1は、各センサの検出結果に基づいて、目標クラッチトルクを算出する。駆動力制御装置1は、燃料噴射量と空気量と点火タイミングとエンジン回転数との関係によりエンジン12が実際に発生しているエンジントルク(実駆動力に相当し、以下、実エンジントルクと呼ぶ)を算出可能なトルク換算マップを記憶しており、燃料噴射量と空気量と点火タイミングとエンジン回転数とトルク換算マップに基づいて実エンジントルクを算出する。
The driving force control device 1 calculates the target clutch torque based on the detection result of each sensor. The driving force control device 1 is an engine torque actually generated by the
駆動力制御装置1は、各センサの検出結果に基づいて、「回転数変化量の目標値」と「出力軸トルクの目標値」を算出可能なマップなどを記憶している。駆動力制御装置1は、「回転数変化量の目標値」と「出力軸トルクの目標値」により、ギヤトレーン運動方程式を用いて目標クラッチトルクと目標エンジントルクを算出する。駆動力制御装置1は、目標クラッチトルクと目標エンジントルクを制御目標値として、エンジン12、トルクコンバータ14及び自動変速機18などを制御する、モデルベース制御を行う。
The driving force control device 1 stores a map or the like that can calculate the “target value of the rotational speed change amount” and the “target value of the output shaft torque” based on the detection result of each sensor. The driving force control device 1 calculates the target clutch torque and the target engine torque using the gear train motion equation based on the “target value of the rotational speed change amount” and the “target value of the output shaft torque”. The driving force control device 1 performs model-based control for controlling the
駆動力制御装置1は、エンジン12の燃焼モードをリーン燃焼モードと、ストイキ燃焼モードとに切り換える。リーン燃焼モードとは、理論空燃比よりも高い空燃比の混合気を燃焼させるモードをいい、ストイキ燃焼モードとは、理論空燃比の混合気を燃焼させるモードをいう。また、駆動力制御装置1は、エンジン作動条件のリーン燃焼領域を記憶している。リーン燃焼領域は、エンジン回転数、目標エンジントルク等により定められている。また、駆動力制御装置1は、スロットルバルブの開度やエンジンの点火プラグの点火時期などを制御する。
The driving force control device 1 switches the combustion mode of the
次に、本実施形態の駆動力制御の一例について、図2および図3を参照して説明する。図3には、パワーオンダウンシフト時の動作が示されている。図3には、(a)自動変速機18の目標ギヤ段、(b)アクセル開度、(c)目標エンジントルク(点線で示す)及び実エンジントルク(実線で示す)、(d)エンジンの燃焼モード、(e)エンジンへの吸気量、(f)エンジンの点火時期、(g)エンジン回転数、(h)出力軸20の回転数が示されている。
Next, an example of the driving force control of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the operation during power-on downshift. In FIG. 3, (a) the target gear stage of the
図2に示す制御フローは、所定の間隔で繰り返し実行される。ステップS10では、駆動力制御装置1により、変速中(パワーオンダウンシフト)でかつイナーシャ相であるか否かが判定される。ステップS10の判定の結果、変速中(パワーオンダウンシフト)でかつイナーシャ相中であると判定された場合(ステップS10−Y)にはステップS20に進み、そうでない場合(ステップS10−N)には本制御フローは終了する。図3では、時刻t1から時刻t5の間は、変速中(パワーオンダウンシフト)中であると判定される。時刻t2から時刻t4の間は、イナーシャ相中であると判定される。なお、図3(a)には、ギヤ段を2段のみ示し、他のギヤ段を省略している。 The control flow shown in FIG. 2 is repeatedly executed at predetermined intervals. In step S10, it is determined by the driving force control device 1 whether or not the gear is being changed (power-on downshift) and is in the inertia phase. As a result of the determination in step S10, if it is determined that the gear is being shifted (power-on downshift) and is in the inertia phase (step S10-Y), the process proceeds to step S20, and if not (step S10-N). This control flow ends. In FIG. 3, it is determined that the shift is being performed (power-on downshift) from time t1 to time t5. From time t2 to time t4, it is determined that the inertia phase is in progress. In FIG. 3A, only two gear stages are shown, and other gear stages are omitted.
ステップS20では、駆動力制御装置1により、「回転数変化量の目標値」と「変速中の目標駆動力」により、ギヤトレーン運動方程式から目標クラッチトルクと目標エンジントルクが算出される。具体的には、駆動力制御装置1により、各センサの検出結果や予め記憶されたマップなどに基づいて、「回転数変化量の目標値」と「変速中の目標駆動力」が算出され、算出された「回転数変化量の目標値」と「変速中の目標駆動力」により、ギヤトレーン運動方程式を用いて目標クラッチトルクと目標エンジントルクが算出される。さらに、駆動力制御装置1により、各センサなどの検出結果、トルク換算マップなどに基づいて、実エンジントルクが算出される。ステップS20が実行されると、ステップS30に進む。 In step S20, the driving force control device 1 calculates the target clutch torque and the target engine torque from the gear train motion equation based on the “target value of the rotational speed change amount” and the “target driving force during shifting”. Specifically, the driving force control device 1 calculates the “target value of the rotational speed change amount” and the “target driving force during shifting” based on the detection result of each sensor, a map stored in advance, and the like. The target clutch torque and the target engine torque are calculated using the gear train equation of motion based on the calculated “target value of the amount of change in rotational speed” and “target driving force during shifting”. Furthermore, the actual engine torque is calculated by the driving force control device 1 based on the detection result of each sensor, a torque conversion map, and the like. When step S20 is executed, the process proceeds to step S30.
ステップS30では、駆動力制御装置1により目標エンジントルク(図3(c)中に点線で示す)と実エンジントルク(図3(c)中に実線で示す)との差が予め定められた所定値αよりも大きいか否かが判定される。ステップS30の結果、所定値αよりも大きいと判定された場合(ステップS30−Y)にはステップS40に進み、そうでない場合(ステップS30−N)には本制御フローは終了する。図3では、イナーシャ相中である時刻t2と時刻t4の間の時刻t3には、所定値αよりも大きいと判定される。 In step S30, the driving force control device 1 determines a difference between the target engine torque (shown by a dotted line in FIG. 3C) and the actual engine torque (shown by a solid line in FIG. 3C). It is determined whether or not the value α is larger. As a result of step S30, if it is determined that the value is larger than the predetermined value α (step S30-Y), the process proceeds to step S40, and if not (step S30-N), the control flow ends. In FIG. 3, it is determined that the value is larger than the predetermined value α at time t3 between time t2 and time t4 during the inertia phase.
ステップS40では、駆動力制御装置1によりエンジン12の燃焼モードがリーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換えられる(変更される)。すると、時刻t3と時刻t4の間では、エンジン回転数の増加量(図3(g)中に実線で示す)が、リーン燃焼モードによる増加量(図3(g)中に点線で示す)よりも多くなる。ステップS40が実行されると、ステップS50に進む。
In step S40, the driving force control device 1 switches (changes) the combustion mode of the
ステップS50では、駆動力制御装置1により各センサなどの検出結果などに基づいて変速が完了したか否かが判定される。ステップS50の結果、変速が完了したと判定された場合(ステップS50−Y)にはステップS60に進み、そうでない場合(ステップS50−N)には本制御フローは終了する。図3では、時刻t5には、変速が完了したと判定される。 In step S50, it is determined by the driving force control device 1 whether or not the shift has been completed based on the detection result of each sensor or the like. As a result of step S50, when it is determined that the shift is completed (step S50-Y), the process proceeds to step S60, and otherwise (step S50-N), the control flow ends. In FIG. 3, it is determined that the shift has been completed at time t5.
ステップS60では、駆動力制御装置1により各センサなどの検出結果などに基づいてエンジンの作動条件がリーン燃焼領域であるか否かが判定される。リーン燃焼領域であると判定された場合(ステップS60−Y)にはステップS70に進み、そうでない場合(ステップS60−N)には本制御フローは終了する。図3では、時刻t6には、リーン燃焼領域であると判定される。 In step S60, the driving force control device 1 determines whether or not the operating condition of the engine is a lean combustion region based on the detection result of each sensor or the like. If it is determined that the region is the lean combustion region (step S60-Y), the process proceeds to step S70, and if not (step S60-N), the control flow ends. In FIG. 3, at the time t6, it is determined to be a lean combustion region.
ステップS70では、駆動力制御装置1によりスロットルバルブが制御されてリーン燃焼モードに必要な量まで吸気量が増加され、点火プラグが制御されてストイキ燃焼による余剰トルクを相殺(減少)することができるように点火時期が遅角される。ステップS70が実行されると、ステップS80に進む。 In step S70, the throttle valve is controlled by the driving force control device 1 to increase the intake amount to the amount necessary for the lean combustion mode, and the spark plug is controlled to cancel (decrease) the surplus torque due to the stoichiometric combustion. Thus, the ignition timing is retarded. When step S70 is executed, the process proceeds to step S80.
ステップS80では、駆動力制御装置1により各センサなどの検出結果などに基づいて吸気量がリーン燃焼に必要な吸気量に到達したか否かが判定される。リーン燃焼に必要な吸気量に到達したと判定された場合(ステップS80−Y)にはステップS90に進み、そうでない場合(ステップS80−N)には本制御フローは終了する。図3では、時刻t6には、リーン燃焼に必要な吸気量に到達したと判定される。 In step S80, it is determined by the driving force control device 1 whether or not the intake air amount has reached the intake air amount necessary for lean combustion based on the detection results of the sensors and the like. If it is determined that the intake amount necessary for lean combustion has been reached (step S80-Y), the process proceeds to step S90, and if not (step S80-N), the control flow ends. In FIG. 3, it is determined that the intake amount necessary for lean combustion has been reached at time t6.
ステップS90では、駆動力制御装置1によりエンジンの燃焼モードがリーン燃焼モードに切り換えられ、点火プラグの点火時期も元に戻される。図3では、時刻t6以降には、吸気量が一定に保たれるとともに、本制御フロー中には、出力軸20の回転数が一定に保たれる。ステップS90が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S90, the driving force control device 1 switches the engine combustion mode to the lean combustion mode, and the ignition timing of the spark plug is also restored. In FIG. 3, the intake air amount is kept constant after time t6, and the rotation speed of the
このように、本実施形態の駆動力制御装置1は、自動変速機18による変速中に目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値αよりも大きな場合には、変速完了前のイナーシャ相中にエンジン12の空燃比をリーン燃焼モードよりもリッチ側のストイキ燃焼モードに変更する。本実施形態の駆動力制御装置1は、リーン燃焼モード中にパワーオンダウンシフトされると、目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値αよりも大きいと、ストイキ燃焼モードに切り換える。元々、リーン燃焼モードは、ストイキ燃焼モードと比較して、同じエンジントルクを出力するために多くの吸気量を必要とする。このために、リーン燃焼モードは、過給器などの応答性なども影響して、実エンジントルクを増加させる際の応答性が低く、アクセル開度をより開いても目標エンジントルクに対して実エンジントルクの遅れが生じる。一方、ストイキ燃焼モードは、同一吸気量の場合に、リーン燃焼モードよりも大きなエンジントルクを出力できる。このために、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換えると、吸気量が同じままであっても、実エンジントルクを急増させることができる。
As described above, when the difference between the target engine torque and the actual engine torque is larger than the predetermined value α during the shift by the
このために、駆動力制御装置1は、リーン燃焼モードでエンジン12を燃焼させていても、ストイキ燃焼モードに切り換えるので、目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができる。
For this reason, since the driving force control device 1 switches to the stoichiometric combustion mode even when the
また、駆動力制御装置1は、自動変速機18による変速中でかつイナーシャ相中に目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値αよりも大きいと、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換える。このために、駆動力制御装置1は、自動変速機18のクラッチ滑りによって、実エンジントルクの急増に起因する変速ショックを抑制することができる。また、駆動力制御装置1は、自動変速機18のクラッチ滑りによって実エンジントルクの急増に起因する変速ショックを抑制できるので、ギヤ段固定時に燃焼モードを切り換える場合よりも、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換える際の切り換えショックを緩和することができる。
Further, the driving force control device 1 switches from the lean combustion mode to the stoichiometric combustion mode when the difference between the target engine torque and the actual engine torque is larger than the predetermined value α during the shift by the
さらに、駆動力制御装置1は、変速完了後に目標エンジントルクやエンジン回転数などのエンジン作動条件がリーン燃焼領域であると、エンジン12の燃焼モードをリーン燃焼モードに切り換える。このために、駆動力制御装置1は、車両の燃量消費量が増加することを抑制することができる。また、駆動力制御装置1は、リーン燃焼モードに切り換える際には、ストイキ燃焼モード中にリーン燃焼モードに必要とされる吸気量まで増加し、実エンジントルクを抑制させるために点火時期を遅角させる。このために、駆動力制御装置1は、ストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードに切り換える際の実エンジントルクの変化を抑制することができる。
Further, the driving force control device 1 switches the combustion mode of the
また、前述した実施形態では、駆動力制御装置1は、ステップS10でパワーオンダウンシフトでかつイナーシャ相中であるか否かを判定している。しかし、本発明では、これに限ることなく、駆動力制御装置1は、ステップS10でパワーオンアップシフトでかつイナーシャ相中であるか否かを判定してもよい。駆動力制御装置1は、ステップS30で、目標エンジントルクの変化率が所定値βよりも大きいか否かを判定してもよい。さらに、本発明では、駆動力制御装置1は、ステップS40で必ずしもストイキ燃焼モードに切り換えることなく、リーン燃焼モードにおいて燃料がリッチ側(ストイキよりも空燃比が高い)に変更してもよい。 In the above-described embodiment, the driving force control device 1 determines whether or not the power-on downshift and the inertia phase are in progress in step S10. However, in the present invention, the present invention is not limited to this, and the driving force control apparatus 1 may determine whether or not the power-on upshift and the inertia phase are being performed in step S10. In step S30, the driving force control apparatus 1 may determine whether the rate of change of the target engine torque is greater than a predetermined value β. Further, in the present invention, the driving force control apparatus 1 may change the fuel to the rich side (the air-fuel ratio is higher than the stoichiometric) in the lean combustion mode without necessarily switching to the stoichiometric combustion mode in step S40.
上記の実施形態に開示された内容は、適宜変更して実行することができる。 The contents disclosed in the above embodiment can be changed and executed as appropriate.
1 駆動力制御装置
10 車両
12 エンジン
18 自動変速機(変速機)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Driving
Claims (1)
前記変速機による変速中に目標駆動力と実駆動力との差が所定値よりも大きな場合には、変速完了前に前記空燃比をリッチ側に変更する
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 A vehicle driving force control device including an engine and a transmission capable of changing an air-fuel ratio,
When the difference between the target driving force and the actual driving force is larger than a predetermined value during shifting by the transmission, the air-fuel ratio is changed to the rich side before shifting is completed. apparatus.
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