JP3598709B2 - エンジンのトルク制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動力を制御する装置、つまりエンジントルクを制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン制御装置としては、例えば特開平１−２９０９３４号公報に記載されるようなものがある。
また、エンジン制御装置として、いわゆる電制スロットル装置と称されるように、スロットル弁の開度を目標エンジントルクが得られるように電子制御するようにしたものがある。
【０００３】
なお、前記電制スロットル装置と自動変速機とを兼ね備えた車両では、車両の走行条件に応じて車両の目標駆動力を設定し、該目標駆動力が得られるように、エンジンの目標トルクと、自動変速機の目標変速比とを設定して、エンジンと自動変速機とを協同して制御することも考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような電制スロットル装置を用いて、エンジンを目標トルクに制御しようとする場合、エンジン制御量とエンジントルクの関係データに基づき、エンジン制御量を決定しているが、一般的にエンジントルク (あるいは吸入空気量やシリンダ吸入空気量に相当する基本燃料噴射量) とエンジン制御量 (スロットル操作量等) の関係は、図15に示すように、高トルク領域では、制御量の変化量に対するトルクの変化量であるトルクゲインが小さくなる傾向がある。
【０００５】
このように制御量の変化量に対するトルクゲインの小さい領域では、微小のトルク要求変化 (あるいは、演算処理上の誤差) に対して制御量が大きく変化するため、例えばスロットルアクチュエータに関しては、その動作変化量が大きくなり、耐久負荷が大きくなってしまう。また、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサにおいても、スロットルアクチュエータの動きに連動して、大きな速度で摺動を繰り返すため摩耗が厳しくなる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、エンジン制御量に対するエンジントルクゲインに応じて、要求エンジントルクあるいはエンジン制御量のなまし処理度合いを変更することにより、微小な要求トルク変化での不要なエンジン制御量の変化を抑制することを第１の目的とする。
また、要求トルクの変化速度に応じて、上記なまし度合いを補正することにより、アクチュエータ等の耐久性とエンジントルクの応答性との両立を図ることを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に実線で示すように、
エンジンの目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクが得られるように、エンジン制御量を制御するエンジントルク制御手段と、
を含んで構成されるエンジンのトルク制御装置において、
前記目標トルクまたはエンジン制御量を、所定の度合いでなまし処理するなまし処理手段と、
目標トルクに応じて定まるエンジン制御量付近におけるエンジン制御量変化に対するエンジントルク変化であるトルクゲインに応じて、前記なまし処理の度合いを設定するなまし度合い設定手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００８】
該請求項１の作用・効果を説明する。
目標トルク設定手段は、エンジンの目標トルクを設定し、なまし度合い設定手段によりエンジン制御量に対するエンジントルクのゲインに応じて設定されたなまし度合いを用いて、なまし度合い処理手段が目標トルク又はエンジン制御量をよりなまし処理する。
【０００９】
エンジントルク制御手段は、前記目標トルクが得られるようにエンジン制御量を制御する。
ここで、高負荷領域のようにトルクゲインが小さいところでは、なまし度合いを大きくすることにより、微小な目標トルク変化での不要な動きを抑え、スロットルアクチュエータやスロットル開度センサの耐久性を向上できる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、図１に一点鎖線で示すように、
前記目標トルクの変化状態を検出する目標トルク変化状態検出手段と、
前記検出された目標トルクの変化状態に応じて、前記設定されたなまし処理度合いを補正するなまし度合い補正手段と、
を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
該請求項２に係る発明によれば、
目標トルクの変化状態に応じて前記なまし度合いを補正するようにしたため、目標トルク変化に伴いなまし度合いが変化することによるエンジントルク制御の応答性の変化を抑制して、適切な応答性が得られるようになまし度合いを補正することで、エンジントルク制御の応答性との両立を図ることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、
前記目標トルク変化状態検出手段は、目標トルクの増減方向を検出し、
前記なまし度合い補正手段は、目標トルクが増大するときは、変化後の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいて設定されたなまし度合いを減少補正することを特徴とする。
【００１３】
該請求項３に係る発明によれば、
目標トルクが増大するときは、増大した目標トルクに基づいてなまし度合いを設定するとトルクゲインが減少するため、なまし度合い設定手段により設定されるなまし度合いは、微小な目標トルク変化によるエンジン制御量の変動を抑制するべく増大されることとなるが、そのままではエンジントルク増大の応答性が低下する。そこで、変化直後のなまし度合いを、なまし度合い補正手段で減少補正することにより、エンジン制御の応答性を両立することができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、
前記なまし度合い補正手段は、目標トルクが減少するときは、変化前の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいて設定されたなまし度合いを減少補正することを特徴とする。
該請求項４に係る発明によれば、
目標トルク減少前の目標トルクに基づいてなまし度合いを設定すると、なまし度合い設定手段により設定されるなまし度合いが大きく、減速応答性が低下することがあるので、なまし度合い補正手段によりなまし度合いを減少補正することにより、適切な減速応答性で減速制御することができる。
【００１５】
また、請求項５に係る発明は、
前記目標トルク変化状態検出手段は、目標トルクの増減方向を検出し、
前記なまし度合い設定手段は、前記目標トルクが増大するときは、変化前の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを設定し、目標トルクが減少するときは、変化後の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを設定することを特徴とする。
【００１６】
該請求項５に係る発明によれば、
目標トルクが増大するときは、増大前の目標トルクに基づいてなまし度合いを設定することにより、なまし度合いの増大が防止されて加速応答性を確保でき、また、目標トルクが減少するときは、変化後の目標トルクに基づいてなまし度合いを設定することにより、なまし度合いが小さく設定されて減速応答性を確保できる。
【００１７】
また、請求項６に係る発明は、
前記なまし処理は、加重平均処理であることを特徴とする。
該請求項６に係る発明によれば、
なまし処理を加重平均処理で行うことにより、簡易で良好ななまし処理を行える。
【００１８】
また、請求項７に係る発明は、
エンジンは、スロットル弁の開度を目標値に制御するスロットル弁制御装置を備え、
前記エンジン制御量は、前記スロットル弁の開度制御量であることを特徴とする特徴とする
該請求項７に係る発明によれば、
スロットル弁の開度を制御することにより、容易でかつ広範囲にエンジントルクを制御することができる。
【００１９】
また、請求項８に係る発明は、
エンジンは、自動変速機と共に車両に搭載され、
車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段を備え、
前記目標トルク設定手段は、設定された車両の目標駆動力が得られるエンジンのトルクと自動変速機の変速比との組み合わせの中で、燃料噴射量が最小となる組み合わせにおけるエンジンのトルクを、目標トルクとして設定することを特徴とする特徴とする。
【００２０】
該請求項８に係る発明によれば、
燃料消費量が最小となるように自動変速機の変速比との組み合わせでエンジンの目標トルクが設定されるため、可及的に経済的な走行が行える。
また、請求項９に係る発明は、
前目標駆動力設定手段は、ドライバーのアクセル操作量と車速とに応じて車両の目標駆動力を設定することを特徴とする。
【００２１】
該請求項９に係る発明によれば、
ドライバーの意志に応じた加減速レベルを反映するアクセル操作量とその時の走行車速とに応じて車両の目標駆動力が設定されるため、ドライバーの意志に応じた加減速走行性を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図２は、本発明の実施形態に係るエンジンのトルク制御装置が適用された自動変速機付きの車両搭載エンジンにおけるエンジン−自動変速機の総合制御システムである。
【００２３】
図２において、車両のアクセルペダル部分には、ドライバーのアクセル操作量 （アクセルペダルの踏込み量） を検出するアクセル操作量センサ１が設けられる。
エンジン２には、吸気系に図示しないスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ３が介装され、また、該エンジン２の回転速度を検出する回転速度センサ４が設けられる。
【００２４】
トルクコンバータ付きの自動変速機５は、油圧回路の各種変速用の弁をシフトソレノイド６，７によって電磁駆動することにより変速動作が行われると共に、走行条件に応じて、ロックアップソレノイド８によりロックアップクラッチの作動を制御することにより、トルクコンバータのロックアップ制御が行われる。また、自動変速機５の出力軸の回転速度を検出することによって、車速を検出する車速センサ９が設けられる。
【００２５】
上記各センサからの信号はコントロールユニット１０に入力され、該コントロールユニット１０は、後述する処理を行って前記スロットルアクチュエータ３を駆動してスロットル弁の開度を目標値に制御すると共に、前記シフトソレノイド６，７を制御して変速比を目標値に制御し、また、ロックアップソレノイド８を制御してロックアップ制御を行う。
【００２６】
前記コントロールユニット１０で行われる演算処理内容を機能的に分けると、目標駆動力設定部１０ａと、最適な組み合わせ選択部１０ｂと、エンジン制御部１０ｃと、自動変速機制御部１０ｄと、を有する。
次に、上記システムの作用を項目別に説明する。
（目標駆動力の設定）
まず、車両の目標駆動力の設定について説明する。図３は、前記コントロールユニット１０の目標駆動力設定部１０ａで行われる目標駆動力設定処理動作の流れを示すメインフローチャートである。
【００２７】
ステップ２０では、前記アクセル操作量センサ１からの信号に基づいて、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが検出される。
このアクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎの検出は、図４のフローチャートに示すように、５ｍｓ周期でＡ／Ｄ変換されたアクセルセンサ１からの信号ａｃｃｅｌ ａｄを、全閉時の設定電圧ＡＣＣＥＬ ＭＩＮと、全開の設定電圧ＡＣＣＥＬ ＭＡＸを用いて算出する。すなわち、ａｃｃｅｌ ａｄ≦ＡＣＣＥＬ ＭＩＮのときには、ａｃｃｅｌ ｓｅｎ＝０°に設定され、ａｃｃｅｌ ａｄ≧ＡＣＣＥＬ ＭＡＸの時には８０度に設定され （ステップ２０ａ，２０ｂ） 、ＡＣＣＥＬ ＭＩＮ＜ａｃｃｅｌ ａｄ≦ＡＣＣＥＬ ＭＡＸのときには、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが、下記の式を用いて算出される （ステップ２０ｅ） 。
【００２８】
ａｃｃｅｌ ｓｅｎ＝８０× （ａｃｃｅｌ ａｄ−ＡＣＣＥＬ ＭＩＮ） ／ （ＡＣＣＥＬ ＭＡＸ−ＡＣＣＥＬ ＭＩＮ）
図３に戻って、ステップ２１では、前記車速センサ９からの信号に基づいて、車速ｖｓｐ ｓｅｎが検出される。
この車速ｖｓｐ ｓｅｎは、例えば、図５の車速の算出のフローチャートに示すように、自動変速機５の出力軸に設けられた車速センサ４から所定時間 （１００ｍｓ） の間に発生するパルス数を計数して、下記の式により出力軸回転速度ｏｕｔ ｒｅｖを算出し （ステップ２１ａ，２１ｂ） 、この出力軸回転速度ｏｕｔ ｒｅｖを用いて下記の式により算出される （ステップ２１ｃ） 。最後に、カウント値Ｃをクリアする （ステップ２１ｄ） 。
【００２９】
ｏｕｔ ｒｅｖ＝ｋ・Ｃ
ｖｓｐ ｓｅｎ＝Ｖ１０００×ｏｕｔ ｒｅｖ Ｖ１０００：車両諸元により決まる係数
図３に戻って、ステップ２２では、前記検出されたアクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎと、車速ｖｓｐ ｓｅｎと、に対応した目標駆動力ｔ ｔｏを算出する。
【００３０】
この目標駆動力ｔ ｔｏは、例えば、図６に示すように、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎに対応してゲインを算出し、図７に示すように、車速ｖｓｐ ｓｅｎに対応して、実現可能な最大駆動力ＭＡＸ ＴＯと、実現可能な最小駆動力ＭＩＮ ＴＯと、を算出し、これらにより下記の式で算出される。
ｔ ｔｏ＝ゲイン× （ＭＡＸ ＴＯ−ＭＩＮ ＴＯ） ＋ＭＩＮ ＴＯ
つまり、そのときの車速において実現可能な駆動力の範囲で、ドライバーの意志による駆動力のレベルを表すアクセル操作量に応じて、目標駆動力を設定するものである。
【００３１】
または、動力性能と、運転のスムーズさと、を両立するため、図８に示すように、車速ｖｓｐ ｓｅｎに対して実現可能な最大駆動力ＭＡＸ ＴＯと、車速ｖｓｐ ｓｅｎとに対して実現可能な最小駆動力ＭＩＮ ＴＯと、最大駆動力ＭＡＸ ＴＯ内で車速ｖｓｐ ｓｅｎに対して駆動力のつながりをスムージングした駆動力ＳＭ ＭＡＸ ＴＯを算出し、図６で算出したアクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが所定値ＳＭ ＡＣＣＥＬ未満の時には、スムージング駆動力ＳＭ ＭＡＸ ＴＯと、最小駆動力ＭＩＮ ＴＯにより目標駆動力ｔ ｔｏが下記の式で算出され、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが所定値ＳＭ ＡＣＣＥＬ以上の時には、前記同様に最大駆動力ＭＡＸ ＴＯと、最小駆動力ＭＩＮ ＴＯにより目標駆動力ｔ ｔｏが下記の式で算出される。
【００３２】
ａｃｃｅｌ ｓｅｎ＜ＳＭ ＡＣＣＥＬのとき、
ｔ ｔｏ＝ゲイン× （ＳＭ ＭＡＸ ＴＯ−ＭＩＮ ＴＯ） ＋ＭＩＮ ＴＯ
ａｃｃｅｌ ｓｅｎ≧ＳＭ ＡＣＣＥＬのとき、
ｔ ｔｏ＝ゲイン× （ＭＡＸ ＴＯ−ＭＩＮ ＴＯ） ＋ＭＩＮ ＴＯ
（パワートレイン系の制御目標の設定）
次に、パワートレイン系の制御目標の設定について説明する。ここでは、エンジン３の制御目標、自動変速機５の制御目標の決定方法について説明する。なお、自動変速機５については、４速変速のものを用いて説明する。
【００３３】
基本的には、前記目標駆動力ｔ ｔｏを実現可能で、最も燃料消費量の少ないエンジン・自動変速機の状態の組み合わせを選択し、エンジン／自動変速機各々の制御目標とする。
図９は、コントロールユニット９の最適な組み合わせ選択部９ｂで行われるパワートレイン系の制御目標決定処理動作の流れを示すフローチャートである。
【００３４】
ステップ３０では、前記図４で求められた目標駆動力ｔ ｔｏと、車速センサ９からの信号による出力軸回転速度ｏｕｔ ｒｅｖと、が読み込まれる。
ステップ３１では、以下のループ処理の中で、最適な組み合わせを記憶するための変数 （ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｂｅｓｔ ｌｅ，ｂｅｓｔ ｎｅ，ｂｅｓｔ ｔｅ，ｂｅｓｔ ｆｕｅｌ） がクリアされる。
【００３５】
ステップ３２では、自動変速機の可能な組み合わせ （ギア位置：１〜４速、コンバータ／ロックアップ） を変更設定しつつ、以下のループ処理を行う。
ステップ３３では、前記条件を満たすためのトルクコンバータのタービン回転速度Ｎｔと、タービントルクＴｔとが、下記の式により算出される。なお、ＧＥＡＲ ＲＡＴＩＯはギア比データ、ＧＥＡＲ ＥＴＡはギア効率データであり、各々ギア位置ｇｐに対応し、予め設定されたデータである。
【００３６】
Ｎｔ＝ｏｕｔ ｒｅｖ×ＧＥＡＲ ＲＡＴＩＯ
Ｔｔ＝ｔ ｔｏ／ （ＧＥＡＲ ＲＡＴＩＯ×ＧＥＡＲ ＥＴＡ）
ステップ３４では、タービン回転速度Ｎｔと、タービントルクＴｔと、トルクコンバータの特性と、により、必要なエンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、が算出される。トルクコンバータの特性は、図１０ （イ） ， （ロ） に示すように、予め設定しておく。また、ロックアップ条件の場合には、タービン回転速度Ｎｔと、タービントルクＴｔとを、そのままエンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、に代入する。
【００３７】
ステップ３５では、前記エンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅとが、制御可能な範囲か否かをチェックし （詳細は後述） 、ステップ３６では、制御範囲内であるか否かが判断され、範囲外である場合にはステップ３２へ戻り、次候補の組み合わせでの演算を行う。範囲内であれば、ステップ３７へ進む。
ステップ３７では、前記エンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、燃料消費量ｆｕｅｌのデータにより、必要な燃料消費量ｆｅｕｌが算出される。なお、燃料消費量データは、図１０ （ハ） に示すように、予め設定されている。
【００３８】
ステップ３８では、ｂｅｓｔ ｇｅａｒ＝０か否かが判断され、ステップ３９では、燃料消費量ｆｅｕｌが、最適な組み合わせでの燃料消費量ｂｅｓｔ ｆｅｕｌ以下か否かが判断され、ステップ４０では、上記変数 （ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｂｅｓｔ ｌｕ，ｂｅｓｔ ｎｅ，ｂｅｓｔ ｔｅ，ｂｅｓｔ ｆｕｅｌ） が更新される。
【００３９】
ステップ３８でｂｅｓｔ ｇｅａｒが０でないと判断され、かつ、ステップ３９でｆｅｕｌ≦ｂｅｓｔ ｆｕｅｌと判断されたときは、今回の組み合わせを最適なものとして更新する。
ステップ３８でｂｅｓｔ ｇｅａｒが０と判断されたときには、今回の組み合わせが初めての制御可能な組み合わせであるので、ステップ４０へ進んで上記変数を更新する。即ち、ステップ３２で設定されたギア位置，ロックアップの有無の組み合わせと、該組み合わせに応じてステップ３４，ステップ３７で算出されたエンジン回転数Ｎｅ，エンジントルクＴｅ，燃料消費量ｆｅｕｌの最新値が、それぞれ変数ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｂｅｓｔ ｌｕ，ｂｅｓｔ ｎｅ，ｂｅｓｔ ｔｅ，ｂｅｓｔ ｆｕｅｌとして更新される。
【００４０】
ステップ３８でｂｅｓｔ ｇｅａｒが０でないと判断され、かつ、ステップ３９でｆｅｕｌ＞ｂｅｓｔ ｆｕｅｌと判断されたときは、次候補での演算を行うために、ステップ３２へ戻る。
そして、全ての組み合わせを演算終了した時点で、ステップ３２からステップ４１へと進み、ステップ４１では、最適な組み合わせをエンジン・自動変速機への要求値ｎ ＊＊として設定する。
【００４１】
ｎ ｔｅ＝ｂｅｓｔ ｔｅ，ｎ ｎｅ＝ｂｅｓｔ ｎｅ ： エンジンへの要求値
ｎ ｇｅａｒ＝ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｎ ｌｕ＝ｂｅｓｔ ｌｕ ： 自動変速機への要求値
（エンジン制御可能範囲のチェック）
ここで、前記エンジン制御可能範囲のチェック動作について説明する。
【００４２】
図１１は、上記ステップ３５で行われる制御範囲のチェック処理動作の流れを示すフローチャートである。
ステップ３５ａでは、ステップ３４で算出されたエンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、を入力する。
ステップ３５ｂ及びステップ３５ｃでは、エンジン回転速度Ｎｅが制御可能な範囲ＮＥ ＭＩＮ （下限回転速度） ≦Ｎｅ≦ＮＥ ＭＡＸ （上限回転速度） であるか否かがチェックされる。
【００４３】
ステップ３５ｄ及びステップ３５ｅでは、エンジントルクＴｅが制御可能な範囲ＴＥ ＭＩＮ （下限トルク） ≦Ｔｅ≦ＴＥ ＭＡＸ （上限トルク） であるか否かがチェックされる。
ステップ３５ｂ〜ステップ３５ｅのいずれかで、制御可能な範囲外と判断されると、ステップ３５ｇへ進み、ＮＧ判定が下される。また、ステップ３５ｂ〜ステップ３５ｅの全てで制御可能な範囲内と判断されると、ステップ３５ｆへ進み、ＯＫ判定が下される。
【００４４】
なお、制御可能なトルク範囲を示すデータ （ＴＥ ＭＩＮ、ＴＥ ＭＡＸ） は、図１２に示すように、予めエンジン回転速度Ｎｅに対応するデータとして設定されている。
以上のようにして求められたエンジンと自動変速機への要求値に従ってエンジン制御と自動変速機の制御とが行われる。
【００４５】
（自動変速機の制御）
自動変速機の制御については、基本的には、従来の自動変速機の制御装置に対して、走行ギア位置、コンバータ状態の選択を変更する。
つまり、従来はスロットル開度と、車速と、予め設定されたスケジュールによって決定していたが、ここでは、前述した最適な組み合わせから選択された自動変速機への要求値 （ｎ ｇｅａｒ：ギア位置、ｎ ｌｕ：コンバータ／ロックアップ） に従って、コントロールユニット９の自動変速機制御部９ｄにて変速制御及びロックアップ制御を行う。
【００４６】
（エンジン制御）
エンジン制御については、前記要求値に従ったスロットル開度の制御を行い、燃料・点火等の制御については、従来のエンジン制御装置と同様にして行われる。
図１３は、コントロールユニット９のエンジン制御部９ｃで行われるスロットル開度制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
ステップ５０では、エンジンへの要求値 （ｎ ｔｅ：トルク、ｎ ｎｅ：回転速度） が読み込まれる。
ステップ５１では、要求エンジン回転速度ｎ ｎｅと、要求エンジントルクｎ ｔｅとにより、エンジンとしての目標馬力ｔ ｐｓが下記の式で算出される。自動変速機の変速が実際には遅れるため、エンジン側は実際のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖで制御する構成とする。
【００４８】
ｔ ｐｓ＝ｋ＊ｎ ｎｅ＊ｎ ｔｅ ｋ：係数
ステップ５２では、現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖを読み込む。なお、エンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖは、例えば、図１４に示すように、回転速度センサ３からの各気筒の位相行程間隔毎に出力される基準パルスが発生される毎に、タイマー値を読み込んだ後 （ステップ５２ａ） 、リセットし （ステップ５２ｂ） 、前記読み込んだタイマー値に基づいて、エンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖを算出する （ステップ５２ｃ） 、という手順に従って、前記基準パルスの発生周期を計測して算出する。
【００４９】
ステップ５３では、前記目標馬力ｔ ｐｓと、現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖと、により、エンジンとしての目標トルクｔ ｔｅを算出する。
ｔ ｔｅ＝ｋ＊ｔ ｐｓ／ｅｎｇ ｒｅｖ
ステップ５４では、前記目標トルクｔ ｔｅと、現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖと、により、エンジン特性データ （ＴＶＯ ＭＡＰ） を用いて、スロットル弁開度を算出し、この値をスロットル弁開度の制御値ｔ ｔｖｏとする。
【００５０】
なお、エンジン特性データ （ＴＶＯ ＭＡＰ） は、図１５に示すように、回転速度・トルクに対応した形で予め設定しておく。
ステップ５５では、前記スロットル弁開度の制御値ｔ ｔｖｏに対し、スロットルアクチュエータ３への指令電圧ｔｖｏ ｏｕｔに変換される。
次に、本発明に係るエンジンの目標トルク、あるいは、エンジン制御量に対するなまし処理について、図１６のフローチャートに従って説明する。
【００５１】
なお、ここでは、エンジン制御量に対するなまし処理として説明するが、目標トルクに対するなまし処理の場合にも同様に行うことができる。
ステップ６０では、前記ステップ５３で算出された目標トルクｔ ｔｅを読み込む。
ステップ６１では、前記ステップ５２ｃで算出された現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖを読み込む。
【００５２】
ステップ62では、ステップ54で用いたエンジン特性データ (ＴＶＯ＿ＭＡＰ)を用いて、前記目標トルクｔ＿ｔｅ，エンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖ付近でのスロットル弁開度変化に対するトルクゲインΔｔｅを算出する。
なお、トルクゲインΔｔｅの算出方法は、上記条件を囲むマップの格子点上のデータの差分にて求める。但し、この他の方法を用いても構わないことは勿論である。
【００５３】
ステップ63では、ステップ62で算出したトルクゲインΔｔｅに対応したなまし度合いを算出する。
なまし度合いは、図 17に示すように、トルクゲインΔｔｅに対応したデータとして予め設定される。ここでのなまし処理は、加重平均により行うため、なまし度合いに対応するデータαは新値に対する重みであり、αが小さいほどなまし度合いは大きくなる。
【００５４】
なお、前記重みαは、下記式のように、トルクゲインΔｔｅに係数を乗じる形で求めても構わない。
α＝ｋ×Δｔｅ
ステップ６４では、今回の目標トルクｔ ｔｅと、前回の目標トルクｔ ｔｅ’より目標トルクの変化速度Δｔ ｔｅを算出する。
【００５５】
Δｔ ｔｅ＝（ｔ ｔｅ） −（ｔ ｔｅ’）
ステップ６５では、目標トルク変化速度Δｔ ｔｅに応じて、前記重みαの補正を行い、最終的な重みα１を決定する。
α１＝β×α
なお、α１は１以下とする。また、βは目標トルク変化速度Δｔ ｔｅに応じた重みの補正係数であり、変化速度Δｔ ｔｅに応じて、以下のような範囲に設定する。
【００５６】
Δｔ ｔｅ＞０のときβ＞１（なまし度合い減少補正）
Δｔ ｔｅ＝０のときβ＝１
Δｔ ｔｅ＜０のとき０＜β＜１（なまし度合い増大補正）
ステップ６６では、ステップ５４で算出されたスロットル弁開度ｔ ｔｖｏと、前回のスロットル弁開度制御量ｔ ｔｖｏ’と、上記重みα１と、により、今回のスロットル指令値ｔ ｔｖｏ （最終） を算出する。
【００５７】
ｔ ｔｖｏ （最終） ＝α１×ｔ ｔｖｏ＋ （１−α１） ×ｔ ｔｖｏ’
なお、ここまで、なまし度合いの基本値を算出する上で、今回の目標トルク近傍のトルクゲインを用いてきたが、前回のスロットル弁開度制御量、前回の目標トルク近傍のトルクゲインを用いても構わない。
トルクゲインを今回の目標トルクを基に求める場合は、目標トルクが増大する方向に変化した場合、なまし度合いが大きくなるため、応答性が悪化するが、前回の状態を基に算出した場合には、そのような遅れが発生しなくなる。但し、トルクを小さくする場合は、逆の方向となる。この場合は、目標トルク変化速度Δｔ ｔｅに応じたなまし度合いの補正係数β’を変化速度Δｔ ｔｅに応じて、以下のような範囲に設定する。
【００５８】
Δｔ ｔｅ＞０のとき０＜β’＜１
Δｔ ｔｅ＝０のときβ’＝１
Δｔ ｔｅ＜０のときβ’＞１
また、目標トルクの変化方向により、なまし度合いを決定するためのトルクゲインを前回の値を用いるか、今回の値を用いるかを、以下のように選択する方式としてもよい。
【００５９】
Δｔ ｔｅ≧０のときは、トルク増大の応答性を確保すべく前回（目標トルク変化前） の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを求める。
Δｔ ｔｅ＜０のときは、トルク減少の応答性を確保すべく今回（目標トルク変化後） の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを求める。
なお、この場合には、前記βによるなまし度合いαの補正は不要である。
【００６０】
以上説明したきた実施形態にあっては、まず、エンジン制御量に対するエンジントルクゲインに応じて、目標トルクあるいはエンジン制御量のなまし度合いを変更することにより、高負荷領域での微小な要求トルク変化での不要な動きを抑え、スロットルアクチュエータやスロットル開度センサの耐久性を向上できると共に、目標トルク変化に応じて前記なまし度合いを補正し、あるいは目標トルク変化前後のいずれかのトルクゲインに基づくなまし度合いを選択することにより、エンジントルク制御の応答性との両立を図ることができる。
【００６１】
また、実施形態を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成は以上の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施形態では、エンジンと有段変速機との組み合わせによるパワートレインへの適用例を示したが、エンジンと無段変速機との組み合わせによるパワートレインが搭載された車両にも適用することができる。
【００６２】
また、実施形態では、エンジントルク制御手段として、スロットルアクチュエータを用いたが、点火時期で制御するものでも適用でき、この場合は耐久性よりも、不要な点火時期変化によりコイルへの十分な蓄電のための通電時間が確保できず、燃焼不安定な状態になることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジントルク制御装置のクレーム対応図。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジントルク制御装置が搭載されたエンジン−自動変速機の総合制御システム図。
【図３】同上実施形態の目標駆動力設定処理を示すフローチャート。
【図４】同じくアクセル操作量算出のフローチャート。
【図５】同じく車速算出のフローチャート。
【図６】アクセル操作量に対するゲイン特性図。
【図７】車速に対する駆動力特性図。
【図８】車速に対する別の駆動力特性図。
【図９】目標駆動力に対するパワートレイン系への要求設定処理のフローチャート。
【図１０】パワートレイン系への要求設定処理で用いられるデータマップ。
【図１１】エンジン制御可能範囲チェック処理のフローチャート。
【図１２】エンジントルク及びエンジン回転速度の制御可能範囲マップ。
【図１３】スロットル開度制御動作のフローチャート。
【図１４】エンジン回転速度計測処理のフローチャート。
【図１５】エンジン回転速度−スロットル開度−エンジントルクの関係を示すマップ。
【図１６】スロットル開度なまし処理のフローチャート。
【図１７】トルクゲイン−なまし度合いの関係を示すマップ。
【符号の説明】
１ アクセル操作量センサ
２ エンジン
３ スロットルアクチュエータ
４ 回転速度センサ
５ 自動変速機
８ ロックアップソレノイド
９ 車速センサ
１０ コントロールユニット
１０ａ 目標駆動力設定部
１０ｂ 組み合わせ選択部
１０ｃ エンジン制御部
１０ｄ 自動変速機制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動力を制御する装置、つまりエンジントルクを制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン制御装置としては、例えば特開平１−２９０９３４号公報に記載されるようなものがある。
また、エンジン制御装置として、いわゆる電制スロットル装置と称されるように、スロットル弁の開度を目標エンジントルクが得られるように電子制御するようにしたものがある。
【０００３】
なお、前記電制スロットル装置と自動変速機とを兼ね備えた車両では、車両の走行条件に応じて車両の目標駆動力を設定し、該目標駆動力が得られるように、エンジンの目標トルクと、自動変速機の目標変速比とを設定して、エンジンと自動変速機とを協同して制御することも考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような電制スロットル装置を用いて、エンジンを目標トルクに制御しようとする場合、エンジン制御量とエンジントルクの関係データに基づき、エンジン制御量を決定しているが、一般的にエンジントルク (あるいは吸入空気量やシリンダ吸入空気量に相当する基本燃料噴射量) とエンジン制御量 (スロットル操作量等) の関係は、図15に示すように、高トルク領域では、制御量の変化量に対するトルクの変化量であるトルクゲインが小さくなる傾向がある。
【０００５】
このように制御量の変化量に対するトルクゲインの小さい領域では、微小のトルク要求変化 (あるいは、演算処理上の誤差) に対して制御量が大きく変化するため、例えばスロットルアクチュエータに関しては、その動作変化量が大きくなり、耐久負荷が大きくなってしまう。また、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサにおいても、スロットルアクチュエータの動きに連動して、大きな速度で摺動を繰り返すため摩耗が厳しくなる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、エンジン制御量に対するエンジントルクゲインに応じて、要求エンジントルクあるいはエンジン制御量のなまし処理度合いを変更することにより、微小な要求トルク変化での不要なエンジン制御量の変化を抑制することを第１の目的とする。
また、要求トルクの変化速度に応じて、上記なまし度合いを補正することにより、アクチュエータ等の耐久性とエンジントルクの応答性との両立を図ることを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に実線で示すように、
エンジンの目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクが得られるように、エンジン制御量を制御するエンジントルク制御手段と、
を含んで構成されるエンジンのトルク制御装置において、
前記目標トルクまたはエンジン制御量を、所定の度合いでなまし処理するなまし処理手段と、
目標トルクに応じて定まるエンジン制御量付近におけるエンジン制御量変化に対するエンジントルク変化であるトルクゲインに応じて、前記なまし処理の度合いを設定するなまし度合い設定手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００８】
該請求項１の作用・効果を説明する。
目標トルク設定手段は、エンジンの目標トルクを設定し、なまし度合い設定手段によりエンジン制御量に対するエンジントルクのゲインに応じて設定されたなまし度合いを用いて、なまし度合い処理手段が目標トルク又はエンジン制御量をよりなまし処理する。
【０００９】
エンジントルク制御手段は、前記目標トルクが得られるようにエンジン制御量を制御する。
ここで、高負荷領域のようにトルクゲインが小さいところでは、なまし度合いを大きくすることにより、微小な目標トルク変化での不要な動きを抑え、スロットルアクチュエータやスロットル開度センサの耐久性を向上できる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、図１に一点鎖線で示すように、
前記目標トルクの変化状態を検出する目標トルク変化状態検出手段と、
前記検出された目標トルクの変化状態に応じて、前記設定されたなまし処理度合いを補正するなまし度合い補正手段と、
を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
該請求項２に係る発明によれば、
目標トルクの変化状態に応じて前記なまし度合いを補正するようにしたため、目標トルク変化に伴いなまし度合いが変化することによるエンジントルク制御の応答性の変化を抑制して、適切な応答性が得られるようになまし度合いを補正することで、エンジントルク制御の応答性との両立を図ることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、
前記目標トルク変化状態検出手段は、目標トルクの増減方向を検出し、
前記なまし度合い補正手段は、目標トルクが増大するときは、変化後の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいて設定されたなまし度合いを減少補正することを特徴とする。
【００１３】
該請求項３に係る発明によれば、
目標トルクが増大するときは、増大した目標トルクに基づいてなまし度合いを設定するとトルクゲインが減少するため、なまし度合い設定手段により設定されるなまし度合いは、微小な目標トルク変化によるエンジン制御量の変動を抑制するべく増大されることとなるが、そのままではエンジントルク増大の応答性が低下する。そこで、変化直後のなまし度合いを、なまし度合い補正手段で減少補正することにより、エンジン制御の応答性を両立することができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、
前記なまし度合い補正手段は、目標トルクが減少するときは、変化前の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいて設定されたなまし度合いを減少補正することを特徴とする。
該請求項４に係る発明によれば、
目標トルク減少前の目標トルクに基づいてなまし度合いを設定すると、なまし度合い設定手段により設定されるなまし度合いが大きく、減速応答性が低下することがあるので、なまし度合い補正手段によりなまし度合いを減少補正することにより、適切な減速応答性で減速制御することができる。
【００１５】
また、請求項５に係る発明は、
前記目標トルク変化状態検出手段は、目標トルクの増減方向を検出し、
前記なまし度合い設定手段は、前記目標トルクが増大するときは、変化前の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを設定し、目標トルクが減少するときは、変化後の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを設定することを特徴とする。
【００１６】
該請求項５に係る発明によれば、
目標トルクが増大するときは、増大前の目標トルクに基づいてなまし度合いを設定することにより、なまし度合いの増大が防止されて加速応答性を確保でき、また、目標トルクが減少するときは、変化後の目標トルクに基づいてなまし度合いを設定することにより、なまし度合いが小さく設定されて減速応答性を確保できる。
【００１７】
また、請求項６に係る発明は、
前記なまし処理は、加重平均処理であることを特徴とする。
該請求項６に係る発明によれば、
なまし処理を加重平均処理で行うことにより、簡易で良好ななまし処理を行える。
【００１８】
また、請求項７に係る発明は、
エンジンは、スロットル弁の開度を目標値に制御するスロットル弁制御装置を備え、
前記エンジン制御量は、前記スロットル弁の開度制御量であることを特徴とする特徴とする
該請求項７に係る発明によれば、
スロットル弁の開度を制御することにより、容易でかつ広範囲にエンジントルクを制御することができる。
【００１９】
また、請求項８に係る発明は、
エンジンは、自動変速機と共に車両に搭載され、
車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段を備え、
前記目標トルク設定手段は、設定された車両の目標駆動力が得られるエンジンのトルクと自動変速機の変速比との組み合わせの中で、燃料噴射量が最小となる組み合わせにおけるエンジンのトルクを、目標トルクとして設定することを特徴とする特徴とする。
【００２０】
該請求項８に係る発明によれば、
燃料消費量が最小となるように自動変速機の変速比との組み合わせでエンジンの目標トルクが設定されるため、可及的に経済的な走行が行える。
また、請求項９に係る発明は、
前目標駆動力設定手段は、ドライバーのアクセル操作量と車速とに応じて車両の目標駆動力を設定することを特徴とする。
【００２１】
該請求項９に係る発明によれば、
ドライバーの意志に応じた加減速レベルを反映するアクセル操作量とその時の走行車速とに応じて車両の目標駆動力が設定されるため、ドライバーの意志に応じた加減速走行性を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図２は、本発明の実施形態に係るエンジンのトルク制御装置が適用された自動変速機付きの車両搭載エンジンにおけるエンジン−自動変速機の総合制御システムである。
【００２３】
図２において、車両のアクセルペダル部分には、ドライバーのアクセル操作量 （アクセルペダルの踏込み量） を検出するアクセル操作量センサ１が設けられる。
エンジン２には、吸気系に図示しないスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ３が介装され、また、該エンジン２の回転速度を検出する回転速度センサ４が設けられる。
【００２４】
トルクコンバータ付きの自動変速機５は、油圧回路の各種変速用の弁をシフトソレノイド６，７によって電磁駆動することにより変速動作が行われると共に、走行条件に応じて、ロックアップソレノイド８によりロックアップクラッチの作動を制御することにより、トルクコンバータのロックアップ制御が行われる。また、自動変速機５の出力軸の回転速度を検出することによって、車速を検出する車速センサ９が設けられる。
【００２５】
上記各センサからの信号はコントロールユニット１０に入力され、該コントロールユニット１０は、後述する処理を行って前記スロットルアクチュエータ３を駆動してスロットル弁の開度を目標値に制御すると共に、前記シフトソレノイド６，７を制御して変速比を目標値に制御し、また、ロックアップソレノイド８を制御してロックアップ制御を行う。
【００２６】
前記コントロールユニット１０で行われる演算処理内容を機能的に分けると、目標駆動力設定部１０ａと、最適な組み合わせ選択部１０ｂと、エンジン制御部１０ｃと、自動変速機制御部１０ｄと、を有する。
次に、上記システムの作用を項目別に説明する。
（目標駆動力の設定）
まず、車両の目標駆動力の設定について説明する。図３は、前記コントロールユニット１０の目標駆動力設定部１０ａで行われる目標駆動力設定処理動作の流れを示すメインフローチャートである。
【００２７】
ステップ２０では、前記アクセル操作量センサ１からの信号に基づいて、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが検出される。
このアクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎの検出は、図４のフローチャートに示すように、５ｍｓ周期でＡ／Ｄ変換されたアクセルセンサ１からの信号ａｃｃｅｌ ａｄを、全閉時の設定電圧ＡＣＣＥＬ ＭＩＮと、全開の設定電圧ＡＣＣＥＬ ＭＡＸを用いて算出する。すなわち、ａｃｃｅｌ ａｄ≦ＡＣＣＥＬ ＭＩＮのときには、ａｃｃｅｌ ｓｅｎ＝０°に設定され、ａｃｃｅｌ ａｄ≧ＡＣＣＥＬ ＭＡＸの時には８０度に設定され （ステップ２０ａ，２０ｂ） 、ＡＣＣＥＬ ＭＩＮ＜ａｃｃｅｌ ａｄ≦ＡＣＣＥＬ ＭＡＸのときには、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが、下記の式を用いて算出される （ステップ２０ｅ） 。
【００２８】
ａｃｃｅｌ ｓｅｎ＝８０× （ａｃｃｅｌ ａｄ−ＡＣＣＥＬ ＭＩＮ） ／ （ＡＣＣＥＬ ＭＡＸ−ＡＣＣＥＬ ＭＩＮ）
図３に戻って、ステップ２１では、前記車速センサ９からの信号に基づいて、車速ｖｓｐ ｓｅｎが検出される。
この車速ｖｓｐ ｓｅｎは、例えば、図５の車速の算出のフローチャートに示すように、自動変速機５の出力軸に設けられた車速センサ４から所定時間 （１００ｍｓ） の間に発生するパルス数を計数して、下記の式により出力軸回転速度ｏｕｔ ｒｅｖを算出し （ステップ２１ａ，２１ｂ） 、この出力軸回転速度ｏｕｔ ｒｅｖを用いて下記の式により算出される （ステップ２１ｃ） 。最後に、カウント値Ｃをクリアする （ステップ２１ｄ） 。
【００２９】
ｏｕｔ ｒｅｖ＝ｋ・Ｃ
ｖｓｐ ｓｅｎ＝Ｖ１０００×ｏｕｔ ｒｅｖ Ｖ１０００：車両諸元により決まる係数
図３に戻って、ステップ２２では、前記検出されたアクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎと、車速ｖｓｐ ｓｅｎと、に対応した目標駆動力ｔ ｔｏを算出する。
【００３０】
この目標駆動力ｔ ｔｏは、例えば、図６に示すように、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎに対応してゲインを算出し、図７に示すように、車速ｖｓｐ ｓｅｎに対応して、実現可能な最大駆動力ＭＡＸ ＴＯと、実現可能な最小駆動力ＭＩＮ ＴＯと、を算出し、これらにより下記の式で算出される。
ｔ ｔｏ＝ゲイン× （ＭＡＸ ＴＯ−ＭＩＮ ＴＯ） ＋ＭＩＮ ＴＯ
つまり、そのときの車速において実現可能な駆動力の範囲で、ドライバーの意志による駆動力のレベルを表すアクセル操作量に応じて、目標駆動力を設定するものである。
【００３１】
または、動力性能と、運転のスムーズさと、を両立するため、図８に示すように、車速ｖｓｐ ｓｅｎに対して実現可能な最大駆動力ＭＡＸ ＴＯと、車速ｖｓｐ ｓｅｎとに対して実現可能な最小駆動力ＭＩＮ ＴＯと、最大駆動力ＭＡＸ ＴＯ内で車速ｖｓｐ ｓｅｎに対して駆動力のつながりをスムージングした駆動力ＳＭ ＭＡＸ ＴＯを算出し、図６で算出したアクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが所定値ＳＭ ＡＣＣＥＬ未満の時には、スムージング駆動力ＳＭ ＭＡＸ ＴＯと、最小駆動力ＭＩＮ ＴＯにより目標駆動力ｔ ｔｏが下記の式で算出され、アクセル操作量ａｃｃｅｌ ｓｅｎが所定値ＳＭ ＡＣＣＥＬ以上の時には、前記同様に最大駆動力ＭＡＸ ＴＯと、最小駆動力ＭＩＮ ＴＯにより目標駆動力ｔ ｔｏが下記の式で算出される。
【００３２】
ａｃｃｅｌ ｓｅｎ＜ＳＭ ＡＣＣＥＬのとき、
ｔ ｔｏ＝ゲイン× （ＳＭ ＭＡＸ ＴＯ−ＭＩＮ ＴＯ） ＋ＭＩＮ ＴＯ
ａｃｃｅｌ ｓｅｎ≧ＳＭ ＡＣＣＥＬのとき、
ｔ ｔｏ＝ゲイン× （ＭＡＸ ＴＯ−ＭＩＮ ＴＯ） ＋ＭＩＮ ＴＯ
（パワートレイン系の制御目標の設定）
次に、パワートレイン系の制御目標の設定について説明する。ここでは、エンジン３の制御目標、自動変速機５の制御目標の決定方法について説明する。なお、自動変速機５については、４速変速のものを用いて説明する。
【００３３】
基本的には、前記目標駆動力ｔ ｔｏを実現可能で、最も燃料消費量の少ないエンジン・自動変速機の状態の組み合わせを選択し、エンジン／自動変速機各々の制御目標とする。
図９は、コントロールユニット９の最適な組み合わせ選択部９ｂで行われるパワートレイン系の制御目標決定処理動作の流れを示すフローチャートである。
【００３４】
ステップ３０では、前記図４で求められた目標駆動力ｔ ｔｏと、車速センサ９からの信号による出力軸回転速度ｏｕｔ ｒｅｖと、が読み込まれる。
ステップ３１では、以下のループ処理の中で、最適な組み合わせを記憶するための変数 （ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｂｅｓｔ ｌｅ，ｂｅｓｔ ｎｅ，ｂｅｓｔ ｔｅ，ｂｅｓｔ ｆｕｅｌ） がクリアされる。
【００３５】
ステップ３２では、自動変速機の可能な組み合わせ （ギア位置：１〜４速、コンバータ／ロックアップ） を変更設定しつつ、以下のループ処理を行う。
ステップ３３では、前記条件を満たすためのトルクコンバータのタービン回転速度Ｎｔと、タービントルクＴｔとが、下記の式により算出される。なお、ＧＥＡＲ ＲＡＴＩＯはギア比データ、ＧＥＡＲ ＥＴＡはギア効率データであり、各々ギア位置ｇｐに対応し、予め設定されたデータである。
【００３６】
Ｎｔ＝ｏｕｔ ｒｅｖ×ＧＥＡＲ ＲＡＴＩＯ
Ｔｔ＝ｔ ｔｏ／ （ＧＥＡＲ ＲＡＴＩＯ×ＧＥＡＲ ＥＴＡ）
ステップ３４では、タービン回転速度Ｎｔと、タービントルクＴｔと、トルクコンバータの特性と、により、必要なエンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、が算出される。トルクコンバータの特性は、図１０ （イ） ， （ロ） に示すように、予め設定しておく。また、ロックアップ条件の場合には、タービン回転速度Ｎｔと、タービントルクＴｔとを、そのままエンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、に代入する。
【００３７】
ステップ３５では、前記エンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅとが、制御可能な範囲か否かをチェックし （詳細は後述） 、ステップ３６では、制御範囲内であるか否かが判断され、範囲外である場合にはステップ３２へ戻り、次候補の組み合わせでの演算を行う。範囲内であれば、ステップ３７へ進む。
ステップ３７では、前記エンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、燃料消費量ｆｕｅｌのデータにより、必要な燃料消費量ｆｅｕｌが算出される。なお、燃料消費量データは、図１０ （ハ） に示すように、予め設定されている。
【００３８】
ステップ３８では、ｂｅｓｔ ｇｅａｒ＝０か否かが判断され、ステップ３９では、燃料消費量ｆｅｕｌが、最適な組み合わせでの燃料消費量ｂｅｓｔ ｆｅｕｌ以下か否かが判断され、ステップ４０では、上記変数 （ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｂｅｓｔ ｌｕ，ｂｅｓｔ ｎｅ，ｂｅｓｔ ｔｅ，ｂｅｓｔ ｆｕｅｌ） が更新される。
【００３９】
ステップ３８でｂｅｓｔ ｇｅａｒが０でないと判断され、かつ、ステップ３９でｆｅｕｌ≦ｂｅｓｔ ｆｕｅｌと判断されたときは、今回の組み合わせを最適なものとして更新する。
ステップ３８でｂｅｓｔ ｇｅａｒが０と判断されたときには、今回の組み合わせが初めての制御可能な組み合わせであるので、ステップ４０へ進んで上記変数を更新する。即ち、ステップ３２で設定されたギア位置，ロックアップの有無の組み合わせと、該組み合わせに応じてステップ３４，ステップ３７で算出されたエンジン回転数Ｎｅ，エンジントルクＴｅ，燃料消費量ｆｅｕｌの最新値が、それぞれ変数ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｂｅｓｔ ｌｕ，ｂｅｓｔ ｎｅ，ｂｅｓｔ ｔｅ，ｂｅｓｔ ｆｕｅｌとして更新される。
【００４０】
ステップ３８でｂｅｓｔ ｇｅａｒが０でないと判断され、かつ、ステップ３９でｆｅｕｌ＞ｂｅｓｔ ｆｕｅｌと判断されたときは、次候補での演算を行うために、ステップ３２へ戻る。
そして、全ての組み合わせを演算終了した時点で、ステップ３２からステップ４１へと進み、ステップ４１では、最適な組み合わせをエンジン・自動変速機への要求値ｎ ＊＊として設定する。
【００４１】
ｎ ｔｅ＝ｂｅｓｔ ｔｅ，ｎ ｎｅ＝ｂｅｓｔ ｎｅ ： エンジンへの要求値
ｎ ｇｅａｒ＝ｂｅｓｔ ｇｅａｒ，ｎ ｌｕ＝ｂｅｓｔ ｌｕ ： 自動変速機への要求値
（エンジン制御可能範囲のチェック）
ここで、前記エンジン制御可能範囲のチェック動作について説明する。
【００４２】
図１１は、上記ステップ３５で行われる制御範囲のチェック処理動作の流れを示すフローチャートである。
ステップ３５ａでは、ステップ３４で算出されたエンジン回転速度Ｎｅと、エンジントルクＴｅと、を入力する。
ステップ３５ｂ及びステップ３５ｃでは、エンジン回転速度Ｎｅが制御可能な範囲ＮＥ ＭＩＮ （下限回転速度） ≦Ｎｅ≦ＮＥ ＭＡＸ （上限回転速度） であるか否かがチェックされる。
【００４３】
ステップ３５ｄ及びステップ３５ｅでは、エンジントルクＴｅが制御可能な範囲ＴＥ ＭＩＮ （下限トルク） ≦Ｔｅ≦ＴＥ ＭＡＸ （上限トルク） であるか否かがチェックされる。
ステップ３５ｂ〜ステップ３５ｅのいずれかで、制御可能な範囲外と判断されると、ステップ３５ｇへ進み、ＮＧ判定が下される。また、ステップ３５ｂ〜ステップ３５ｅの全てで制御可能な範囲内と判断されると、ステップ３５ｆへ進み、ＯＫ判定が下される。
【００４４】
なお、制御可能なトルク範囲を示すデータ （ＴＥ ＭＩＮ、ＴＥ ＭＡＸ） は、図１２に示すように、予めエンジン回転速度Ｎｅに対応するデータとして設定されている。
以上のようにして求められたエンジンと自動変速機への要求値に従ってエンジン制御と自動変速機の制御とが行われる。
【００４５】
（自動変速機の制御）
自動変速機の制御については、基本的には、従来の自動変速機の制御装置に対して、走行ギア位置、コンバータ状態の選択を変更する。
つまり、従来はスロットル開度と、車速と、予め設定されたスケジュールによって決定していたが、ここでは、前述した最適な組み合わせから選択された自動変速機への要求値 （ｎ ｇｅａｒ：ギア位置、ｎ ｌｕ：コンバータ／ロックアップ） に従って、コントロールユニット９の自動変速機制御部９ｄにて変速制御及びロックアップ制御を行う。
【００４６】
（エンジン制御）
エンジン制御については、前記要求値に従ったスロットル開度の制御を行い、燃料・点火等の制御については、従来のエンジン制御装置と同様にして行われる。
図１３は、コントロールユニット９のエンジン制御部９ｃで行われるスロットル開度制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
ステップ５０では、エンジンへの要求値 （ｎ ｔｅ：トルク、ｎ ｎｅ：回転速度） が読み込まれる。
ステップ５１では、要求エンジン回転速度ｎ ｎｅと、要求エンジントルクｎ ｔｅとにより、エンジンとしての目標馬力ｔ ｐｓが下記の式で算出される。自動変速機の変速が実際には遅れるため、エンジン側は実際のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖで制御する構成とする。
【００４８】
ｔ ｐｓ＝ｋ＊ｎ ｎｅ＊ｎ ｔｅ ｋ：係数
ステップ５２では、現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖを読み込む。なお、エンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖは、例えば、図１４に示すように、回転速度センサ３からの各気筒の位相行程間隔毎に出力される基準パルスが発生される毎に、タイマー値を読み込んだ後 （ステップ５２ａ） 、リセットし （ステップ５２ｂ） 、前記読み込んだタイマー値に基づいて、エンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖを算出する （ステップ５２ｃ） 、という手順に従って、前記基準パルスの発生周期を計測して算出する。
【００４９】
ステップ５３では、前記目標馬力ｔ ｐｓと、現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖと、により、エンジンとしての目標トルクｔ ｔｅを算出する。
ｔ ｔｅ＝ｋ＊ｔ ｐｓ／ｅｎｇ ｒｅｖ
ステップ５４では、前記目標トルクｔ ｔｅと、現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖと、により、エンジン特性データ （ＴＶＯ ＭＡＰ） を用いて、スロットル弁開度を算出し、この値をスロットル弁開度の制御値ｔ ｔｖｏとする。
【００５０】
なお、エンジン特性データ （ＴＶＯ ＭＡＰ） は、図１５に示すように、回転速度・トルクに対応した形で予め設定しておく。
ステップ５５では、前記スロットル弁開度の制御値ｔ ｔｖｏに対し、スロットルアクチュエータ３への指令電圧ｔｖｏ ｏｕｔに変換される。
次に、本発明に係るエンジンの目標トルク、あるいは、エンジン制御量に対するなまし処理について、図１６のフローチャートに従って説明する。
【００５１】
なお、ここでは、エンジン制御量に対するなまし処理として説明するが、目標トルクに対するなまし処理の場合にも同様に行うことができる。
ステップ６０では、前記ステップ５３で算出された目標トルクｔ ｔｅを読み込む。
ステップ６１では、前記ステップ５２ｃで算出された現在のエンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖを読み込む。
【００５２】
ステップ62では、ステップ54で用いたエンジン特性データ (ＴＶＯ＿ＭＡＰ)を用いて、前記目標トルクｔ＿ｔｅ，エンジン回転速度ｅｎｇ ｒｅｖ付近でのスロットル弁開度変化に対するトルクゲインΔｔｅを算出する。
なお、トルクゲインΔｔｅの算出方法は、上記条件を囲むマップの格子点上のデータの差分にて求める。但し、この他の方法を用いても構わないことは勿論である。
【００５３】
ステップ63では、ステップ62で算出したトルクゲインΔｔｅに対応したなまし度合いを算出する。
なまし度合いは、図 17に示すように、トルクゲインΔｔｅに対応したデータとして予め設定される。ここでのなまし処理は、加重平均により行うため、なまし度合いに対応するデータαは新値に対する重みであり、αが小さいほどなまし度合いは大きくなる。
【００５４】
なお、前記重みαは、下記式のように、トルクゲインΔｔｅに係数を乗じる形で求めても構わない。
α＝ｋ×Δｔｅ
ステップ６４では、今回の目標トルクｔ ｔｅと、前回の目標トルクｔ ｔｅ’より目標トルクの変化速度Δｔ ｔｅを算出する。
【００５５】
Δｔ ｔｅ＝（ｔ ｔｅ） −（ｔ ｔｅ’）
ステップ６５では、目標トルク変化速度Δｔ ｔｅに応じて、前記重みαの補正を行い、最終的な重みα１を決定する。
α１＝β×α
なお、α１は１以下とする。また、βは目標トルク変化速度Δｔ ｔｅに応じた重みの補正係数であり、変化速度Δｔ ｔｅに応じて、以下のような範囲に設定する。
【００５６】
Δｔ ｔｅ＞０のときβ＞１（なまし度合い減少補正）
Δｔ ｔｅ＝０のときβ＝１
Δｔ ｔｅ＜０のとき０＜β＜１（なまし度合い増大補正）
ステップ６６では、ステップ５４で算出されたスロットル弁開度ｔ ｔｖｏと、前回のスロットル弁開度制御量ｔ ｔｖｏ’と、上記重みα１と、により、今回のスロットル指令値ｔ ｔｖｏ （最終） を算出する。
【００５７】
ｔ ｔｖｏ （最終） ＝α１×ｔ ｔｖｏ＋ （１−α１） ×ｔ ｔｖｏ’
なお、ここまで、なまし度合いの基本値を算出する上で、今回の目標トルク近傍のトルクゲインを用いてきたが、前回のスロットル弁開度制御量、前回の目標トルク近傍のトルクゲインを用いても構わない。
トルクゲインを今回の目標トルクを基に求める場合は、目標トルクが増大する方向に変化した場合、なまし度合いが大きくなるため、応答性が悪化するが、前回の状態を基に算出した場合には、そのような遅れが発生しなくなる。但し、トルクを小さくする場合は、逆の方向となる。この場合は、目標トルク変化速度Δｔ ｔｅに応じたなまし度合いの補正係数β’を変化速度Δｔ ｔｅに応じて、以下のような範囲に設定する。
【００５８】
Δｔ ｔｅ＞０のとき０＜β’＜１
Δｔ ｔｅ＝０のときβ’＝１
Δｔ ｔｅ＜０のときβ’＞１
また、目標トルクの変化方向により、なまし度合いを決定するためのトルクゲインを前回の値を用いるか、今回の値を用いるかを、以下のように選択する方式としてもよい。
【００５９】
Δｔ ｔｅ≧０のときは、トルク増大の応答性を確保すべく前回（目標トルク変化前） の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを求める。
Δｔ ｔｅ＜０のときは、トルク減少の応答性を確保すべく今回（目標トルク変化後） の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを求める。
なお、この場合には、前記βによるなまし度合いαの補正は不要である。
【００６０】
以上説明したきた実施形態にあっては、まず、エンジン制御量に対するエンジントルクゲインに応じて、目標トルクあるいはエンジン制御量のなまし度合いを変更することにより、高負荷領域での微小な要求トルク変化での不要な動きを抑え、スロットルアクチュエータやスロットル開度センサの耐久性を向上できると共に、目標トルク変化に応じて前記なまし度合いを補正し、あるいは目標トルク変化前後のいずれかのトルクゲインに基づくなまし度合いを選択することにより、エンジントルク制御の応答性との両立を図ることができる。
【００６１】
また、実施形態を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成は以上の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施形態では、エンジンと有段変速機との組み合わせによるパワートレインへの適用例を示したが、エンジンと無段変速機との組み合わせによるパワートレインが搭載された車両にも適用することができる。
【００６２】
また、実施形態では、エンジントルク制御手段として、スロットルアクチュエータを用いたが、点火時期で制御するものでも適用でき、この場合は耐久性よりも、不要な点火時期変化によりコイルへの十分な蓄電のための通電時間が確保できず、燃焼不安定な状態になることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジントルク制御装置のクレーム対応図。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジントルク制御装置が搭載されたエンジン−自動変速機の総合制御システム図。
【図３】同上実施形態の目標駆動力設定処理を示すフローチャート。
【図４】同じくアクセル操作量算出のフローチャート。
【図５】同じく車速算出のフローチャート。
【図６】アクセル操作量に対するゲイン特性図。
【図７】車速に対する駆動力特性図。
【図８】車速に対する別の駆動力特性図。
【図９】目標駆動力に対するパワートレイン系への要求設定処理のフローチャート。
【図１０】パワートレイン系への要求設定処理で用いられるデータマップ。
【図１１】エンジン制御可能範囲チェック処理のフローチャート。
【図１２】エンジントルク及びエンジン回転速度の制御可能範囲マップ。
【図１３】スロットル開度制御動作のフローチャート。
【図１４】エンジン回転速度計測処理のフローチャート。
【図１５】エンジン回転速度−スロットル開度−エンジントルクの関係を示すマップ。
【図１６】スロットル開度なまし処理のフローチャート。
【図１７】トルクゲイン−なまし度合いの関係を示すマップ。
【符号の説明】
１ アクセル操作量センサ
２ エンジン
３ スロットルアクチュエータ
４ 回転速度センサ
５ 自動変速機
８ ロックアップソレノイド
９ 車速センサ
１０ コントロールユニット
１０ａ 目標駆動力設定部
１０ｂ 組み合わせ選択部
１０ｃ エンジン制御部
１０ｄ 自動変速機制御部
Claims (9)
- エンジンの目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクが得られるように、エンジン制御量を制御するエンジントルク制御手段と、
を含んで構成されるエンジンのトルク制御装置において、
前記目標トルクまたはエンジン制御量を、所定の度合いでなまし処理するなまし処理手段と、
目標トルクに応じて定まるエンジン制御量付近におけるエンジン制御量変化に対するエンジントルク変化であるトルクゲインに応じて、前記なまし処理の度合いを設定するなまし度合い設定手段と、を含んで構成されることを特徴とするエンジンのトルク制御装置。 - 前記目標トルクの変化状態を検出する目標トルク変化状態検出手段と、
前記検出された目標トルクの変化状態に応じて、前記設定されたなまし処理度合いを補正するなまし度合い補正手段と、
を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのトルク制御装置。 - 前記目標トルク変化状態検出手段は、目標トルクの増減方向を検出し、
前記なまし度合い補正手段は、目標トルクが増大するときは、変化後の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいて設定されたなまし度合いを減少補正することを特徴とする請求項２に記載のエンジンのトルク制御装置。 - 前記なまし度合い補正手段は、目標トルクが減少するときは、変化前の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいて設定されたなまし度合いを減少補正することを特徴とする請求項３に記載のエンジンのトルク制御装置。
- 前記目標トルク変化状態検出手段は、目標トルクの増減方向を検出し、
前記なまし度合い設定手段は、前記目標トルクが増大するときは、変化前の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを設定し、目標トルクが減少するときは、変化後の目標トルク近傍のトルクゲインに基づいてなまし度合いを設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのトルク制御装置。 - 前記なまし処理は、加重平均処理であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンのトルク制御装置。
- エンジンは、スロットル弁の開度を目標値に制御するスロットル弁制御装置を備え、
前記エンジン制御量は、前記スロットル弁の開度制御量であることを特徴とする特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のエンジンのトルク制御装置。 - エンジンは、自動変速機と共に車両に搭載され、
車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段を備え、
前記目標トルク設定手段は、設定された車両の目標駆動力が得られるエンジンのトルクと自動変速機の変速比との組み合わせの中で、燃料噴射量が最小となる組み合わせにおけるエンジンのトルクを、目標トルクとして設定することを特徴とする特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のエンジンのトルク制御装置。 - 前目標駆動力設定手段は、ドライバーのアクセル操作量と車速とに応じて車両の目標駆動力を設定することを特徴とする請求項８に記載のエンジンのトルク制御装置。
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