JP2018021534A - エンジンのフェールセーフ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フェールセーフ装置は、エンジンが発生するトルクの推定に用いられる所定の温度パラメータの値を設定する温度設定部と、温度設定部により設定された所定の温度パラメータの設定値を用いてエンジンの発生トルクを推定するトルク推定部と、トルク推定部により推定された発生トルクがドライバ要求トルクを所定以上上回る場合にエンジンの発生トルクを低下させるトルク監視部と、を備え、温度設定部は、所定の温度パラメータの入力値と現在の設定値との差が所定の変化量制限値を超えている場合には所定の温度パラメータの現在の設定値を保持し、所定の温度パラメータの入力値と現在の設定値との差が所定の変化量制限値を超えていない場合には、所定の温度パラメータの入力値により設定値を更新する。
【選択図】図3
Description
α=α0×(N+1) …(1)
α:変化量制限値
α0:基準制限値
N:変化量制限値を超える連続回数
まず、本発明の一実施形態に係るエンジンのフェールセーフ装置を備えたエンジン制御システムの構成例について説明する。図1は、エンジン制御システムの概略構成図である。図1に示すエンジン制御システムにおいて、エンジン10の吸気通路20の上流側には、吸入空気量を検出するセンサとしてエアフローメータ21が設けられている。かかるエアフローメータ21の下流側には、電子制御式の吸気スロットル弁30が設けられている。吸気スロットル弁30のさらに下流側にはサージタンク29が設けられ、サージタンク29には、吸気温度を検出するための吸気温度センサ23が設けられている。吸気温度センサ23は、例えばサーミスタを用いて構成され得る。サージタンク29からエンジン10の各気筒11a,11bに繋がる吸気ポート27には、燃料噴射弁25が備えられる。
次に、エンジン制御システムに備えられた本実施形態に係るエンジンのフェールセーフ装置について説明する。本実施形態に係るエンジン制御システムでは、ECU100がフェールセーフ装置としての機能を有する。以下の実施形態においては、吸気スロットル弁30をフェールセーフ処理するECU100を例に採って説明する。
A/D変換器107は、冷却水温センサ15、油温センサ17、及び吸気温度センサ23からそれぞれ入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して、制御部110に出力する。本実施形態に係るECU100では、各温度センサから出力されるアナログ信号は、検出温度に応じて変化する電圧信号であって、A/D変換器107は、アナログの電圧信号をデジタルの電圧信号に変換する。
制御部110の温度算出部112は、A/D変換器107から入力されるデジタル信号(V)を、温度(℃)の情報に変換し、温度パラメータとしての冷却水温Tc、油温To、及び吸気温度Taを算出する。温度算出部112は、フィルタリング等によるノイズ除去処理を実行してもよい。温度算出部112は、あらかじめ設定された処理サイクルごとにA/D変換器107から出力されるデジタルの電圧信号を読み込み、冷却水温Tc、油温To、及び吸気温度Taを算出する。
スロットル制御部114は、ドライバのアクセル踏み込み量Acc及びエンジン回転数Ne等に基づいて設定される要求トルクTq_expに基づいて、スロットル開度マップを参照して、目標スロットル開度(%)を設定する。要求トルクTq_expが大きいほど、エンジン10の気筒11a,11bに供給すべき必要酸素量は多くなるため、目標スロットル開度はより大きな値に設定される。スロットル制御部114は、設定した目標スロットル開度に応じて吸気スロットル弁30の軸部39の回転角度(°)を求めるとともに、モータ31に供給する電力を決定し、スロットル駆動回路105に対して駆動指令を出力する。
温度設定部116は、温度算出部112から入力される冷却水温Tc、油温To、及び吸気温度Taの情報に基づいて、エンジン10の発生トルクTq_estの推定に用いる温度パラメータを設定する。温度設定部116は、処理サイクルごとに温度パラメータの入力値Tと現在の設定値Ptとを比較する。温度設定部116は、温度パラメータの入力値Tと現在の設定値Ptとの差が所定の変化量制限値αを超えている場合には温度パラメータの現在の設定値Ptを保持する。また、温度設定部116は、温度パラメータの入力値Tと現在の設定値Ptとの差が所定の変化量制限値αを超えていない場合には、温度パラメータの入力値Tにより設定値Ptを更新する。
α:変化量制限値
α0:基準制限値
N:変化量制限値を超える連続回数
α:変化量制限値
α0:基準制限値
C:係数
N:変化量制限値を超える連続回数
トルク推定部118は、エンジン10の発生トルクTq_estを推定する演算を行う。例えば、トルク推定部118は、エンジン回転数Ne、吸入空気量、燃料噴射量、点火タイミング、冷却水温Tc、油温To、及び吸気温度Ta等の情報に基づいて、エンジン10の発生トルクTq_estを推定する。例えば、トルク推定部118は、トルク演算マップを用いる等により、エンジン回転数Ne、吸入空気量、燃料噴射量、及び点火タイミングに基づいて、基本発生トルクを算出する。このとき、トルク推定部118は、吸気中の酸素濃度に影響し得る吸気温度Taに基づいて基本発生トルクを補正してもよい。
トルク監視部120は、トルク推定部118で算出されるエンジン10の発生トルクTq_estを監視し、推定される発生トルクTq_estが要求トルクTq_expを所定以上上回る場合にエンジン10の発生トルクを低下させる。例えば、トルク監視部120は、アクセル踏み込み量Acc及びエンジン回転数Ne等に基づいて設定される要求トルクTq_expと、推定されたエンジン10の発生トルクTq_estとを比較する。そして、推定された発生トルクTq_estから要求トルクTq_expを減算した値が、あらかじめ設定された閾値βを超える場合に、トルク監視部120は、スロットル駆動回路105に指令信号を出力し、吸気スロットル開度をリンプホーム開度に固定させる。これにより、フェールセーフ機能が作動して、ドライバの意図しない車両の急加速が抑制される。
スロットル駆動回路105は、主として、制御部110のスロットル制御部114から出力される駆動指令に基づいて、吸気スロットル弁30のモータ31の駆動制御を行う。これにより、吸気スロットル開度が、要求トルクTq_expに応じて調節される。また、スロットル駆動回路105は、トルク監視部120から出力される駆動指令を受けたときには、吸気スロットル開度をリンプホーム開度で固定するようモータ31の駆動制御を行う。これにより、エンジン10の気筒11a,11bに供給される吸入空気量が抑制され、車両の急加速が抑制される。
ここまで、本実施形態に係るエンジンのフェールセーフ装置(ECU)100の構成例について説明した。以下、図7及び図8を参照して、本実施形態に係るECU100により実行されるエンジンのフェールセーフ処理のフローチャートの一例を説明する。図7は、フェールセーフ処理のメインルーチンのフローチャートであり、図8は、エンジン10の発生トルクTq_estの推定に用いる冷却水温の設定値Ptcの設定処理のフローチャートである。これらのフローチャートで示される演算処理は、例えば、エンジン10のイグニッションスイッチがオンにされている期間、常時実行されてもよい。
15 冷却水温センサ
17 油温センサ
23 吸気温度センサ
25 燃料噴射弁
30 吸気スロットル弁
31 モータ
100 フェールセーフ装置(ECU)
105 スロットル駆動回路
110 制御部
112 温度算出部
114 スロットル制御部
116 温度設定部
118 トルク推定部
120 トルク監視部
α 変化量制限値
Claims (9)
- エンジンが発生するトルクの推定に用いられる所定の温度パラメータの値を設定する温度設定部と、
前記温度設定部により設定された前記所定の温度パラメータの設定値を用いて前記エンジンの発生トルクを推定するトルク推定部と、
前記トルク推定部により推定された前記発生トルクがドライバ要求トルクを所定以上上回る場合に前記エンジンの発生トルクを低下させるトルク監視部と、を備え、
前記温度設定部は、前記所定の温度パラメータの入力値と現在の設定値との差が所定の変化量制限値を超えている場合には前記所定の温度パラメータの前記現在の設定値を保持し、前記所定の温度パラメータの前記入力値と前記現在の設定値との差が前記所定の変化量制限値を超えていない場合には、前記所定の温度パラメータの前記入力値により前記設定値を更新する、エンジンのフェールセーフ装置。 - 前記温度設定部は、前記所定の温度パラメータの入力値と前記現在の設定値との差が前記所定の変化量制限値を超えている場合、前記所定の温度パラメータの前記現在の設定値を保持するとともに、次回の比較に用いる前記所定の変化量制限値を増大させる、請求項1に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
- 前記温度設定部は、前記所定の変化量制限値(α)を下記式(1)に基づき設定する、請求項1又は2に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
α=α0×(N+1) …(1)
α:変化量制限値
α0:基準制限値
N:変化量制限値を超える連続回数 - 前記温度設定部は、前記所定の温度パラメータの入力値と前記現在の設定値との差が、前記所定の変化量制限値を一旦超えてから所定時間内に前記所定の変化量制限値以内に復帰した場合には、前記入力値により前記設定値を更新する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
- 前記温度設定部は、前記所定の温度パラメータの入力値と前記現在の設定値との差が、前記所定の変化量制限値を一旦超えてから所定時間を経過しても前記所定の変化量制限値以内に復帰しない場合には、以降の設定値を、現在の設定値に固定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
- 前記所定の温度パラメータが前記エンジンの冷却水温又は油温の少なくとも一方であり、前記所定の変化量制限値は前記冷却水温又は前記油温の低下時の変化量制限値である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
- 前記所定の温度パラメータが吸気温度であり、前記所定の変化量制限値は前記吸気温度の上昇時の変化量制限値である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
- 前記温度設定部、前記トルク推定部、及び前記トルク監視部が、前記エンジンの駆動制御を実行する演算装置に備えられる、請求項1〜7のいずれか1項に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
- 前記トルク監視部は、吸気スロットル弁をリンプホーム開度に固定させる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のエンジンのフェールセーフ装置。
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