JP4132845B2 - スロットル弁制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にエンジン出力を低減させて車両挙動を所定に保つトラクション制御が作動した際の電子制御スロットル弁のスロットル弁制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、スロットル弁をスロットルアクチュエータにより電子的に制御する、いわゆる電子制御スロットル方式のエンジンが実用化されており、アクセル開度とエンジン回転数等とからエンジン出力目標値を設定し、このエンジン出力目標値に応じて燃料噴射量を制御すると共に、スロットル弁開度を調節して吸入空気量を制御し、運転者の要求出力に対する応答性を改善して良好な走行性能を得る技術が種々提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車輪のスリップ量等を検出して所定のスリップが発生した場合、エンジン出力を低減するトラクション制御装置が搭載されている車両では、トラクション制御装置から指示されるエンジン目標トルクを実現するために、電子制御スロットル弁の目標開度をフィードバック制御する場合、電子制御スロットル弁の応答遅れ、吸入空気量の応答遅れ等により、エンジン目標トルクと実際のエンジントルクとの間には、常に差が生じる。これにより、トルクダウン時には、エンジン目標トルクを大きく下回るようなトルクの落ち込みが発生する。
【0004】
これに対し、特開平5−214974号公報に示す技術によれば、トラクション制御によるトルクダウンが行われる際、初期エンジン必要トルクを車両のトータルグリップ力に基づいて演算し、初期エンジン必要トルクを与える初期スロットル開度から電子制御スロットル弁のフィードバック制御を開始するようにしているので、トルクダウン時の、エンジン目標トルクを大きく下回るトルクの落ち込みの発生が防止される。
【0005】
しかしながら、上記先行技術では、初期値の設定が通常より適切に行われても、その後のフィードバック制御でエンジン目標トルクに対し、より小さくスロットル開度を閉じるように制御されることがあるため、実際のエンジントルクをエンジン目標トルクに収束させるのに却って時間を要してしまう虞がある。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、トラクション制御によるトルクダウンが実行される際に、実際のエンジントルクのエンジン目標トルクを大きく下回るトルクの落ち込みの発生を防止しながら、速やかにエンジン目標トルクに近づけることができるスロットル弁制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1記載のスロットル弁制御装置は、吸気系に配設した電子制御スロットル弁のスロットル開度をP分を含むフィードバック制御するスロットル弁制御装置において、車両の運転状態に応じ少なくともエンジン出力を低減させて車両挙動を所定に保つトラクション制御手段を有し、上記トラクション制御手段によるトラクション制御を実施し、且つ、トルクアップの要求がある場合で、上記エンジンの目標トルクが実際のエンジントルク以下となる領域では、上記P分を略0にすることを特徴としている。
【0008】
また、本発明の請求項2記載のスロットル弁制御装置は、請求項1記載のスロットル弁制御装置において、上記フィードバック制御は、比例積分制御であって、上記トラクション制御手段によるトラクション制御を実施せず、または、トルクアップの要求が無い場合には、上記P分とI分を共に0に設定することを特徴としている。
【0010】
すなわち、上記請求項1記載のスロットル弁制御装置は、トラクション制御手段によるトラクション制御を実施し、且つ、トルクアップの要求がある場合で、上記エンジンの目標トルクが実際のエンジントルク以下となる領域では、上記P分を略0にするので、フィードバック制御を実行する際であっても、実際のエンジントルクのエンジン目標トルクを大きく下回るトルクの落ち込みの発生を防止しながら、速やかにエンジン目標トルクに近づけることができる。
【0011】
この際、具体的には、フィードバック制御は、請求項2に記載のように、比例積分制御であって、トラクション制御手段によるトラクション制御を実施せず、または、トルクアップの要求が無い場合には、P分とI分を共に0に設定することで容易に実現される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1〜図6は本発明の実施の一形態に係わり、図1は車両駆動系とトラクション制御装置及びスロットル弁制御装置に関する概略構成図、図2は電子制御スロットル弁の概略構成説明図、図3はトラクション制御時のスロットル弁制御のフローチャート、図4は図3から続くフローチャート、図5はエンジン目標トルク偏差とP分のマップの一例を示す説明図、図6はエンジン目標トルクに対するフィードバック制御有無の効果を示す説明図である。
【0014】
図1において、符号1はエンジンを示し、このエンジン1が、クラッチ2、変速機3を介してセンタデファレンシャル装置4に連結されている。センタデファレンシャル装置4は、例えば複合プラネタリギヤ式のセンタデファレンシャル装置で構成され、歯車諸元により前後軸間のトルク配分を等トルクまたは後輪偏重等の不等トルクに配分する。
【0015】
センタデファレンシャル装置4から後輪側へ分配された駆動力は、リヤドライブ軸5、プロペラシャフト6、ドライブピニオン7を介してリヤファイナルドライブ装置8に入力される。
【0016】
一方、センタデファレンシャル装置4から前輪側へ分配された駆動力は、トランスファドライブギヤ9、トランスファドリブンギヤ10、フロントドライブ軸11を介してフロントデファレンシャル装置12に入力される。
【0017】
リヤファイナルドライブ装置8に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸13rlを介して左後輪14rlに、後輪右ドライブ軸13rrを介して右後輪14rrに伝達される一方、フロントデファレンシャル装置12に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13flを介して左前輪14flに、前輪右ドライブ軸13frを介して右前輪14frに伝達される。
【0018】
また、図1中、符号20は加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えた4輪ブレーキ圧制御装置を示し、この4輪ブレーキ圧制御装置20には、ブレーキペダル21に連動するマスタシリンダ22が連通されている。
【0019】
4輪ブレーキ圧制御装置20には、ブレーキ管路23rl、23rr、23fl、23frを介して4輪14rl、14rr、14fl、14frのホイールシリンダ24rl、24rr、24fl、24frが各別に配管されている。
【0020】
そして、ドライバがブレーキペダル21を踏むと、マスタシリンダ22に生じたブレーキ圧をホイールシリンダ24rl、24rr、24fl、24frに導入してブレーキがかけられる。また、後述するトラクション制御装置40等からブレーキ信号が入力されると、減圧弁や増圧弁を開閉して加圧源の油圧をホイールシリンダ24rl、24rr、24fl、24frに導入し、4輪14rl、14rr、14fl、14frのブレーキ圧を自動的に増圧、保持または減圧制御することが可能になっている。
【0021】
車両には、車両の運転状態に応じ、制動力の付加とエンジン出力の低減を行って、車両挙動を所定に保つトラクション制御手段としてのトラクション制御装置40が搭載されており、このトラクション制御装置40には、4輪14rl、14rr、14fl、14frの車輪速を検出する車輪速センサ31rl、31rr、31fl、31frと、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ32が接続されている。
【0022】
トラクション制御装置40は、例えば本出願人が、特開平8−207607号公報で提案したトラクション制御を実行する。具体的には、4輪の車輪速の信号により4輪の実際のスリップ率を演算し、マップ検索等で走行状態に応じて前後輪の目標スリップ率を定め、4輪のスリップ率のうちの1つでも目標スリップ率を超えた場合にトラクション制御作動を判断する。そして、トラクション制御作動時には、4輪のスリップ率と前後輪の目標スリップ率の偏差により4輪の目標ブレーキ圧を各別に演算して、これら目標ブレーキ圧の指示信号を4輪ブレーキ圧制御装置20に出力する。また、トラクション制御作動時には、最も回転の速い車輪について目標スリップ量と実際のスリップ量を比較し、両者の偏差の分だけエンジン出力低下したエンジン目標トルクを定め、このエンジン目標トルクをトラクション制御の実施の信号と共にスロットル弁制御装置50に出力する。
【0023】
また、エンジン1の吸気系に配設した電子制御スロットル弁25のスロットル開度を制御するスロットル弁制御装置50が設けられており、このスロットル弁制御装置50には、クランク角センサ33、水温センサ34、エアコンスイッチ35、吸気温センサ36、その他図示しないスロットルセンサ、アクセルセンサ等のスイッチ・センサ類が接続されている。また、スロットル弁制御装置50には、トラクション制御装置40からトラクション制御の実施の有無と、トラクション制御におけるエンジン目標トルクが入力される。
【0024】
エンジン1のスロットルボディに配設される電子制御スロットル弁25は、図2に示すように、直流モータ等のスロットル用モータ26とギヤ機構27を介して連結され構成されており、スロットル用モータ26は、スロットル弁制御装置50により駆動される。そして、スロットル弁制御装置50は、通常の制御においては、公知の如く、アクセル開度とエンジン回転数等とからエンジン出力目標値を設定し、このエンジン出力目標値に応じて燃料噴射量を制御すると共に、スロットル弁開度を調節して吸入空気量を制御し、運転者の要求出力に対する応答性を改善して良好な走行性能を得る制御を実行する。また、トラクション制御によりエンジンの目標トルクの低減が行われる際には、実際のエンジントルクをトラクション制御装置40によるエンジン目標トルクに近づける電子制御スロットル弁25の制御は、実際のエンジントルクをエンジン目標トルクに近づける比例積分制御(PI制御)のP分とI分を0に設定して、フィードバック制御の制御形態を採ることが禁止されている。
【0025】
次に、トラクション制御時のスロットル弁制御装置50によるスロットル弁制御を図3及び図4のフローチャートで説明する。
【0026】
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、トラクション制御装置40からトラクション制御実施の要求を取得し、S102に進んで、トラクション制御装置40からエンジン目標トルクmmotfrを取得する。
【0027】
次いで、S103に進み、前回のエンジン目標トルクmmotfroと今回のエンジン目標トルクmmotfrとから、エンジン目標トルク増加量dmmotfr(=mmotfro−mmotfr)を演算する。
【0028】
そして、S104に進み、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが0よりも小さいか否か判定し、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが0よりも小さければ(dmmotfr<0)、すなわち、エンジン目標トルクが前回より今回の方が増加しているのであればS105に進み、トルクダウン実行フラグFdownをクリア(Fdown=0)して、S108に進む。
【0029】
逆に、S104での判定の結果、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが0以上であれば(dmmotfr≧0)、S106に進み、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが10.4(N・m)より大きいか否か判定する。
【0030】
S106の結果、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが10.4(N・m)より大きい場合(dmmotfr>10.4の場合)は、S107に進み、トルクダウン実行フラグFdownをセット(Fdown=1)してS108に進む。
【0031】
ここで、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが10.4(N・m)より大きい場合にトルクダウン実行フラグFdownをセットするのは、後述するようにトルクダウン実行フラグFdownがクリアされている時以外は、フィードバック量をクリアする制御に入るようになっている。このフィードバック量のクリアにより、エンジン個体間のばらつき等もクリアされるため、一定の範囲で慎重に実行する必要があり、従って、この範囲を、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが10.4(N・m)より大きい範囲として予め実験等で定めておいたものである。
【0032】
一方、S106の結果、エンジン目標トルク増加量dmmotfrが10.4(N・m)以下、すなわち、10.4≧dmmotfr≧0の場合は、トルクダウン実行フラグFdownの新たな設定は行わず、そのままS108へと進む。
【0033】
S105、S106、S107の何れかよりS108に進むと、トラクション制御実施せず、または、Fdown≠0(トルクアップ要求ではない)か判定され、この条件を満足しない場合は、すなわち、トラクション制御を実施し、且つ、Fdown=1(トルクアップ要求する)場合は、スロットル開度に対する比例積分制御のフィードバック量であるI分とP分を定めるS109〜S115の手順を経てS117へと進む。一方、トラクション制御実施せず、または、Fdown≠0の条件を満足する場合は、すなわち、トラクション制御実施せず、または、トルクダウン要求する場合は、S116に進んで、I分tavdciとP分tavdcpを共に0にしてフィードバック量をクリアし、すなわち、フィードバック制御の制御形態を採ることを禁止してS117に進む。
【0034】
まず、S108からフィードバック制御を実行するためにS109に進むと、エンジン目標トルクmmotfrと実際のエンジントルクrmorとに基づいてエンジン目標トルク偏差dmmot(=mmotfr−rmor)を演算する。
【0035】
その後、S110に進み、エンジン目標トルク偏差dmmotが閾値kVDCIDN(予め設定しておいた定数)より小さいか否か判定し、エンジン目標トルク偏差dmmotが閾値kVDCIDNより小さい場合(dmmot<kVDCIDNの場合)は、S111に進んで、今回のI分tavdci(n)を、前回のI分tavdci(n-1)から予め設定しておいた定数kTAVDCIDNを減じて(tavdci(n)=tavdci(n-1)−kTAVDCIDN)、設定する。
【0036】
逆に、エンジン目標トルク偏差dmmotが閾値kVDCIDN以上の場合(dmmot≧kVDCIDNの場合)は、S112に進み、エンジン目標トルク偏差dmmotが閾値kVDCIUP(予め設定しておいた定数)以上(dmmot≧kVDCIUP)か判定する。
【0037】
このS112の判定の結果、エンジン目標トルク偏差dmmotが閾値kVDCIUP以上(dmmot≧kVDCIUP)の場合は、S113に進み、今回のI分tavdci(n)を、前回のI分tavdci(n-1)に予め設定しておいた定数kTAVDCIUPを加えて(tavdci(n)=tavdci(n-1)+kTAVDCIUP)、設定する。
【0038】
また、S112の判定の結果、エンジン目標トルク偏差dmmotが閾値kVDCIUPより小さい場合(すなわち、kVDCIUP>dmmot≧kVDCIDNの場合)は、S114に進み、今回のI分tavdci(n)を、前回のI分tavdci(n-1)と等しい値に設定する(tavdci(n)=tavdci(n-1))。
【0039】
S111、S113、或いは、S114で今回のI分tavdci(n)を設定した後は、S115に進み、エンジン目標トルク偏差dmmotを基にマップを検索してP分tavdcpの演算設定を行う。
【0040】
このエンジン目標トルク偏差dmmotとP分tavdcpのマップは、例えば、図5に示すような特性となっており、エンジン目標トルク偏差dmmotが0以下の領域、すなわち、エンジン目標トルクmmotfrが実際のエンジントルクrmor以下となる領域では0に設定され、このP分tavdcpにより、フィードバック制御による大きなトルクダウンが実行されることが防止されている。すなわち、トルクアップ要求時で、エンジン目標トルクmmotfrが実際のエンジントルクrmor以下となる領域で、P分tavdcpを比例的に減少させるとエンジン目標トルクmmotfrの下限値を大きく下回ってしまう可能性があるため、略0に設定する。
【0041】
そして、S115或いはS116からS117に進むと、今回のエンジン目標トルクmmotfrを前回のエンジン目標トルクmmotfroに入れ替える(mmotfro=mmotfr)。
【0042】
次いで、S118に進み、予め設定しておいたマップを参照して、水温に対するアイドル回転数、及び、これに対する、エアコンの状態による補正等を行って、その状態における(現状において設定されるべき)アイドル回転数を算出する。
【0043】
次に、S119に進み、予め設定しておいたマップを参照して、S118で算出したアイドル回転数を発生させるためのスロットル開度をアイドル時スロットル開度ttdiscとして算出する。
【0044】
その後、S120に進み、エンジン回転数NEとエンジン目標トルクmmotfrに応じ、予め設定しておいたマップを参照して、更に、吸気温による補正を加えてスロットル開度tavdcbを演算する。
【0045】
そして、S121に進み、S120で演算したスロットル開度tavdcbにP分tavdcpとI分tavdciを加えた値(tavdcb+tavdcp+tavdci)とアイドル時スロットル開度ttdiscとを比較し、大きい方を最終的なスロットル開度tavdcbとして設定して、すなわち、最終的なスロットル開度tavdcbがアイドル時スロットル開度ttdiscを下回らないように制限してプログラムを抜ける。このように、アイドリング時スロットル開度ttdiscを下回らないように制限することで、トラクション制御によるエンジン出力低下の際に、複雑な演算等を必要とせず、過度なエンジン出力の低下が生じることなく速やかに必要なエンジン出力に制御することができるようになっている。
【0046】
このように、本発明の実施の形態によれば、トラクション制御によりエンジンの目標トルクの低減が行われる際は、実際のエンジントルクrmorをトラクション制御装置40によるエンジン目標トルクmmotfrに近づける電子制御スロットル弁25の制御は、実際のエンジントルクrmorをエンジン目標トルクmmotfrに近づけるPI制御のP分tavdcpとI分tavdciを0に設定して、フィードバック制御の制御形態を採ることが禁止されている。このため、図6に示すように、従来、トラクション制御によりトルクダウン要求が行われる際、実際のエンジントルクrmorをエンジン目標トルクmmotfrに近づけるPI制御で、却って実際のエンジントルク(実エンジントルク)rmorをエンジン目標トルクmmotfrに対して大きく下回るような制御が行われていた状況(図6中の破線)が改善され、実エンジントルクrmorを速やかにエンジン目標トルクmmotfrに近づけることが可能となる。
【0047】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、トラクション制御によるトルクダウン要求が実行される際に、実際のエンジントルクのエンジン目標トルクを大きく下回るトルクの落ち込みの発生を防止しながら、速やかにエンジン目標トルクに近づけることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両駆動系とトラクション制御装置及びスロットル弁制御装置に関する概略構成図
【図2】電子制御スロットル弁の概略構成説明図
【図3】トラクション制御時のスロットル弁制御のフローチャート
【図4】図3から続くフローチャート
【図5】エンジン目標トルク偏差とP分のマップの一例を示す説明図
【図6】エンジン目標トルクに対するフィードバック制御有無の効果を示す説明図
【符号の説明】
1 エンジン
25 電子制御スロットル弁
40 トラクション制御装置(トラクション制御手段)
50 スロットル弁制御装置
Claims (2)
- 吸気系に配設した電子制御スロットル弁のスロットル開度をP分を含むフィードバック制御するスロットル弁制御装置において、
車両の運転状態に応じ少なくともエンジン出力を低減させて車両挙動を所定に保つトラクション制御手段を有し、
上記トラクション制御手段によるトラクション制御を実施し、且つ、トルクアップの要求がある場合で、上記エンジンの目標トルクが実際のエンジントルク以下となる領域では、上記P分を略0にすることを特徴とするスロットル弁制御装置。 - 上記フィードバック制御は、比例積分制御であって、上記トラクション制御手段によるトラクション制御を実施せず、または、トルクアップの要求が無い場合には、上記P分とI分を共に0に設定することを特徴とする請求項1記載のスロットル弁制御装置。
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