JP4636175B2 - Vehicle diagnostic device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関によって駆動される車両の診断装置に関し、詳しくは、車両の燃費を診断する装置に関する。   The present invention relates to a diagnosis device for a vehicle driven by an internal combustion engine, and more particularly to a device for diagnosing the fuel consumption of a vehicle.

車両、特に、内燃機関によって駆動される車両の燃費を計算する方法に関しては、かねてより種々の方法が提案されている。例えば、特開2006−183506号公報には、燃料噴射量とトルクとに基づいて燃費を計算する方法が開示されている。この方法によれば、所定期間におけるトルク及び回転数から内燃機関の出力が演算されるとともに、前記所定期間における総燃料供給量が演算され、機関出力と総燃料供給量との関係から燃費が演算される。
特開2006−183506号公報 特開2006−118480号公報
Various methods have been proposed for calculating the fuel consumption of a vehicle, particularly a vehicle driven by an internal combustion engine. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-183506 discloses a method for calculating fuel consumption based on a fuel injection amount and torque. According to this method, the output of the internal combustion engine is calculated from the torque and the rotational speed in a predetermined period, the total fuel supply amount in the predetermined period is calculated, and the fuel consumption is calculated from the relationship between the engine output and the total fuel supply amount. Is done.
JP 2006-183506 A JP 2006-118480 A

ところで、車両の燃費を左右する要因には、車両の使用条件、ドライバの運転状態、そして、車両そのものの状態が含まれる。従来提案されている燃費の計算方法は、特開2006−183506号公報に開示された方法もそうであるが、これら全ての要因を含んだ総合的な燃費を計算するための方法である。   By the way, the factors that affect the fuel consumption of the vehicle include the use conditions of the vehicle, the driving state of the driver, and the state of the vehicle itself. A conventionally proposed method for calculating fuel consumption is a method for calculating total fuel consumption including all these factors, as is the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-183506.

しかし、計算結果に基づいて燃費の改善策を講じようとした場合、車両の使用条件やドライバの運転状態が燃費に影響しているのか、或いは、車両そのものの状態(例えば、経時変化による内燃機関の劣化)が燃費に影響しているのかによって、改善策の内容は異なったものになる。例えば、燃費の悪化が前者の要因による場合には、使用条件を見直したり運転の仕方を変えたりすることによって改善することができる。これに対して、燃費の悪化が後者の要因による場合には、それを改善するには車両の点検・整備が必要となるし、車両の劣化の進み具合によってはあまり改善できない可能性もある。従来提案されている燃費の計算方法では、燃費の悪化が前者の要因によるものなのか、或いは後者の要因によるものなのか判別することができなかった。   However, when an attempt is made to improve the fuel consumption based on the calculation result, whether the use conditions of the vehicle and the driving state of the driver have an effect on the fuel consumption, or the state of the vehicle itself (for example, an internal combustion engine due to changes over time) The content of the improvement measures will differ depending on whether the deterioration of the fuel is affecting fuel efficiency. For example, when the deterioration in fuel consumption is caused by the former factor, it can be improved by reviewing the use conditions or changing the way of driving. On the other hand, when the deterioration in fuel consumption is caused by the latter factor, it is necessary to inspect and maintain the vehicle in order to improve it, and there is a possibility that it cannot be improved so much depending on the progress of deterioration of the vehicle. Conventionally proposed fuel consumption calculation methods cannot determine whether the deterioration of fuel consumption is due to the former factor or the latter factor.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、運転状態や使用条件が燃費に与える影響を排除して車両そのものの状態によって決まる燃費を計算することが可能な車両の診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a vehicle diagnosis capable of calculating the fuel consumption determined by the state of the vehicle itself by eliminating the influence of the driving state and use conditions on the fuel consumption. An object is to provide an apparatus.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関によって駆動される車両の診断装置であって、
車速及び加速度から前記内燃機関のトルク及び回転数を逆算するための駆動系モデルを記憶する駆動系モデル記憶手段と、
前記内燃機関のトルク及び回転数に燃料消費量を関連付けたマップデータを記憶するマップデータ記憶手段と、
前記内燃機関の実際の制御結果に基づいて前記マップデータを更新するマップデータ更新手段と、
車速で定義された診断用の走行パターンを取得する走行パターン取得手段と、
前記走行パターンで車両を走行させた場合の前記内燃機関のトルク及び回転数の変化を前記駆動系モデルによって計算し、その計算結果と前記マップデータとを用いて前記走行パターンで車両を走行させた場合の燃費を算出する燃費算出手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is a diagnostic apparatus for a vehicle driven by an internal combustion engine,
Drive system model storage means for storing a drive system model for calculating back the torque and rotation speed of the internal combustion engine from the vehicle speed and acceleration;
Map data storage means for storing map data in which fuel consumption is associated with torque and rotation speed of the internal combustion engine;
Map data updating means for updating the map data based on an actual control result of the internal combustion engine;
Driving pattern acquisition means for acquiring a driving pattern for diagnosis defined by vehicle speed;
Changes in torque and rotational speed of the internal combustion engine when the vehicle is driven in the driving pattern are calculated by the drive system model, and the vehicle is driven in the driving pattern using the calculation result and the map data. Fuel consumption calculation means for calculating the fuel consumption of the case,
It is characterized by having.

第2の発明は、第1の発明において、
前記駆動系モデル記憶手段は、前記駆動系モデルを構成する係数或いは定数のうち、前記車両の諸元に関する係数或いは定数の書き換えが可能であることを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The drive system model storage means can rewrite coefficients or constants relating to the specifications of the vehicle among the coefficients or constants constituting the drive system model.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記マップデータ更新手段は、燃料消費量、回転数及びトルクの各実際値を用いて前記マップデータを更新することを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
The map data updating means updates the map data using actual values of fuel consumption, rotation speed, and torque.

第4の発明は、第1又は第2の発明において、
前記マップデータ更新手段は、燃料消費量及び回転数の各実際値と要求トルクとを用いて前記マップデータを更新することを特徴としている。
4th invention is 1st or 2nd invention,
The map data updating means updates the map data using actual values of fuel consumption and rotation speed and required torque.

第5の発明は、第1又は第2の発明において、
前記マップデータ更新手段は、燃料消費量及び回転数の各実際値と前記内燃機関の運転状態から推定される推定トルクとを用いて前記マップデータを更新することを特徴としている。
According to a fifth invention, in the first or second invention,
The map data updating means updates the map data by using actual values of fuel consumption and rotation speed and estimated torque estimated from the operating state of the internal combustion engine.

第6の発明は、第5の発明において、
前記マップデータ更新手段は、筒内圧センサによって計測される筒内圧から推定トルクを算出することを特徴としている。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The map data update means calculates the estimated torque from the in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor.

第7の発明は、第1乃至第6の何れか1つの発明において、
前記燃費算出手段による算出結果と所定の基準値とを比較し、前記算出結果が前記基準値に対して悪化している場合には警告を発する警告手段をさらに備えることを特徴としている。
A seventh invention is the invention according to any one of the first to sixth inventions,
The apparatus further comprises warning means for comparing the calculation result by the fuel consumption calculation means with a predetermined reference value and issuing a warning when the calculation result is worse than the reference value.

第1の発明によれば、診断用の走行パターンで車両を走行させた場合の内燃機関のトルク及び回転数の変化が駆動系モデルによって計算され、その計算結果とトルク及び回転数に燃料消費量を関連付けたマップデータとを用いて燃費が計算される。このようにして計算された燃費は、駆動系モデルで定義された所定条件のもと診断用走行パターンで車両を走行させた場合の燃費であって、車両の使用条件やドライバの運転状態の影響は受けていない。しかも、前記マップデータは内燃機関の実際の制御結果に基づいて更新されるので、車両そのものの状態、特に、内燃機関の状態は燃費の計算結果に着実に反映されている。第1の発明によれば、運転状態や使用条件が燃費に与える影響を排除して車両そのものの状態によって決まる燃費を計算することができ、その計算結果に基づいて公平に車両を診断することができる。   According to the first aspect of the present invention, changes in the torque and the rotational speed of the internal combustion engine when the vehicle is driven in the diagnostic traveling pattern are calculated by the drive system model, and the calculated result and the fuel consumption amount are included in the torque and the rotational speed. The fuel efficiency is calculated using the map data associated with. The fuel efficiency calculated in this way is the fuel efficiency when the vehicle is driven in the diagnostic driving pattern under the predetermined conditions defined in the drive system model, and is affected by the use condition of the vehicle and the driving state of the driver. Has not received. Moreover, since the map data is updated based on the actual control result of the internal combustion engine, the state of the vehicle itself, in particular, the state of the internal combustion engine is steadily reflected in the calculation result of the fuel consumption. According to the first invention, it is possible to calculate the fuel consumption determined by the state of the vehicle itself by eliminating the influence of the driving state and use conditions on the fuel consumption, and to diagnose the vehicle fairly based on the calculation result. it can.

第2の発明によれば、計測される車両の状態に応じて車両の諸元に関する係数或いは定数を書き換えることによって、車両そのものの状態によって決まる燃費をより正確に計算することができる。   According to the second aspect of the present invention, the fuel consumption determined by the state of the vehicle itself can be calculated more accurately by rewriting the coefficient or constant related to the specifications of the vehicle in accordance with the measured state of the vehicle.

第3の発明によれば、マップデータの更新に燃料消費量、回転数及びトルクの各実際値を用いることで、内燃機関の状態をマップデータに着実に反映させることができる。   According to the third aspect of the invention, the actual state of the internal combustion engine can be steadily reflected in the map data by using the actual values of the fuel consumption, the rotational speed, and the torque for updating the map data.

第4の発明によれば、マップデータの更新に燃料消費量及び回転数の各実際値と要求トルクとを用いることで、トルクを実測する手段を有しない場合であっても、内燃機関の状態をマップデータに着実に反映させることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the actual state of the internal combustion engine can be obtained even when there is no means for actually measuring the torque by using the actual values of the fuel consumption and the rotational speed and the required torque for updating the map data. Can be steadily reflected in the map data.

第5の発明によれば、マップデータの更新に燃料消費量及び回転数の各実際値と内燃機関の運転状態から推定される推定トルクとを用いることで、トルクを実測する手段を有しない場合であっても、内燃機関の状態をマップデータに着実に反映させることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, when the map data is updated, the actual values of the fuel consumption and the rotational speed and the estimated torque estimated from the operating state of the internal combustion engine are used, so that there is no means for actually measuring the torque. Even so, the state of the internal combustion engine can be steadily reflected in the map data.

第6の発明によれば、筒内圧センサによって計測される筒内圧を用いることで、高い精度でトルクを推定することができる。   According to the sixth invention, the torque can be estimated with high accuracy by using the in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor.

第7の発明によれば、燃費が悪化したときには警告が発せられるので、車両のドライバや使用者に対して車両の点検・整備を促すことができる。   According to the seventh aspect of the invention, a warning is issued when the fuel efficiency is deteriorated, so that the vehicle driver or user can be urged to inspect and maintain the vehicle.

以下、本発明の実施の形態について図1乃至図5を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施の形態において診断対象となる車両は、内燃機関(以下、単にエンジンという)によって駆動される車両であり、また、駆動系に手動変速機或いは電磁クラッチ式の自動変速機を有する車両である。エンジンの種類に限定はない。本実施の形態の診断装置は、このような車両に備えられる制御装置の一機能として実現される。車両の制御装置が診断装置として機能した場合の構成をブロック図で示したものが図1である。図1に示す構成は、制御装置のメモリに格納されたプログラムに従い制御装置のCPUが動作することで仮想的に実現される構成である。   A vehicle to be diagnosed in the present embodiment is a vehicle driven by an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine), and a vehicle having a manual transmission or an electromagnetic clutch type automatic transmission in the drive system. . There is no limitation on the type of engine. The diagnostic device of the present embodiment is realized as one function of a control device provided in such a vehicle. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration when the vehicle control device functions as a diagnostic device. The configuration shown in FIG. 1 is a configuration that is virtually realized by the CPU of the control device operating according to a program stored in the memory of the control device.

図1に示すように、診断装置は5つの要素2,4,6,8,10から構成されている。診断装置を構成する要素の一つが、診断用の走行モードデータを記憶した走行モードデータ記憶部2である。走行モードデータは診断用の走行パターンを車速で定義したものであって、グラフで表すと図2のようになる。走行パターンの具体例としては、10・15モードや米国LA4モードで規定された走行パターンを挙げることができる。走行モードデータ記憶部2に記憶されている走行モードデータは外部からの書き換えが可能になっている。   As shown in FIG. 1, the diagnostic apparatus is composed of five elements 2, 4, 6, 8, and 10. One of the elements constituting the diagnostic device is a travel mode data storage unit 2 that stores travel mode data for diagnosis. The driving mode data is a diagnostic driving pattern defined by the vehicle speed, and is represented by a graph as shown in FIG. Specific examples of the travel pattern include travel patterns defined in the 10.15 mode or the US LA4 mode. The driving mode data stored in the driving mode data storage unit 2 can be rewritten from the outside.

診断装置の構成要素には燃費計算部4が含まれる。燃費計算部4は燃費モデルを用いて車両の燃費を計算する。燃費モデルは走行モードデータから燃費を計算するための計算モデルである。以下、燃費モデルで算出される燃費X[km/l]をモード燃費という。燃費モデルは駆動系モデルと燃料消費マップとから構成されている。図3は駆動系モデルの概念図である。この図に示すように、駆動系モデルはエンジンからタイヤまでのトルク及び回転の伝達特性をモデル化したものである。この駆動系モデルを逆方向から計算することで、走行モードデータからエンジン回転数Ne及びトルクTeを逆算することができる。燃料消費マップには、エンジン回転数Ne[rpm]及びトルクTe[Nm]に燃料消費量q[g/s]が関連付けられている。駆動系モデル及び燃料消費マップを用いたモード燃費Xの計算方法については追って詳細に説明する。   The fuel consumption calculation unit 4 is included in the components of the diagnostic apparatus. The fuel consumption calculation unit 4 calculates the fuel consumption of the vehicle using a fuel consumption model. The fuel consumption model is a calculation model for calculating the fuel consumption from the driving mode data. Hereinafter, the fuel efficiency X [km / l] calculated by the fuel efficiency model is referred to as mode fuel efficiency. The fuel consumption model is composed of a drive system model and a fuel consumption map. FIG. 3 is a conceptual diagram of a drive system model. As shown in this figure, the drive train model models the torque and rotation transmission characteristics from the engine to the tire. By calculating the drive system model from the reverse direction, the engine speed Ne and the torque Te can be calculated backward from the travel mode data. In the fuel consumption map, the fuel consumption q [g / s] is associated with the engine speed Ne [rpm] and the torque Te [Nm]. A method for calculating the mode fuel consumption X using the drive system model and the fuel consumption map will be described in detail later.

診断装置はその構成要素として燃費OBD部6を備えている。燃費OBD部6は、燃費モデルを用いて計算されたモード燃費によって燃費診断を行う。そして、燃費診断の結果に基づき、図示しない車室内の警告ランプを用いてドライバ或いは使用者への警告を行う。診断装置による燃費診断の詳しい流れについては後述する。   The diagnostic apparatus includes a fuel consumption OBD unit 6 as a component. The fuel consumption OBD unit 6 performs fuel consumption diagnosis based on the mode fuel consumption calculated using the fuel consumption model. Based on the result of the fuel consumption diagnosis, a warning to the driver or the user is given using a warning lamp in the vehicle interior (not shown). The detailed flow of fuel consumption diagnosis by the diagnostic device will be described later.

また、診断装置の構成要素にはマップデータ学習部8が含まれる。マップデータ学習部8は、内燃機関の実際の制御結果に基づいてエンジン回転数及びトルクと燃料消費量との関係を学習し、その学習結果に基づいて所定の更新周期で燃料消費マップを更新する。ただし、マップデータ学習部8による学習が行われるのは、エンジンが通常の制御状態にある場合に限られる。通常の制御状態とは、冷間始動時の触媒暖機運転や触媒再生のためのリッチスパイクといった特別な制御が行われていない状態を意味する。学習に用いられる情報は、エンジン回転数に関してはクランク角センサによって計測される実際値であり、燃料消費量に関しては燃料噴射量から計算される実際値である。トルクに関しては、トルクセンサを備えるエンジンであれば、トルクセンサによって計測される実際値を用いることができる。トルクセンサを備えていないエンジンでは、筒内圧センサ(CPS)が何れかの気筒に備えられていれば、筒内圧に基づいて計算される推定トルクを用いることができる。また、トルクセンサも筒内圧センサも備えていないエンジンでは、吸入空気量、点火時期及び空燃比に基づいて計算した推定トルクを用いるか、或いは、アクセル操作量等から計算される要求トルクを用いることができる。   Moreover, the map data learning part 8 is contained in the component of a diagnostic apparatus. The map data learning unit 8 learns the relationship between the engine speed and torque and the fuel consumption based on the actual control result of the internal combustion engine, and updates the fuel consumption map at a predetermined update period based on the learning result. . However, the learning by the map data learning unit 8 is performed only when the engine is in a normal control state. The normal control state means a state where special control such as catalyst warm-up operation during cold start and rich spike for catalyst regeneration is not performed. The information used for learning is an actual value measured by the crank angle sensor for the engine speed, and an actual value calculated from the fuel injection amount for the fuel consumption. Regarding the torque, an actual value measured by the torque sensor can be used in an engine including a torque sensor. In an engine that does not include a torque sensor, if any cylinder has a cylinder pressure sensor (CPS), an estimated torque calculated based on the cylinder pressure can be used. In an engine that is not provided with a torque sensor or an in-cylinder pressure sensor, use an estimated torque calculated based on the intake air amount, ignition timing, and air-fuel ratio, or use a required torque calculated from the accelerator operation amount, etc. Can do.

さらに、診断装置はその構成要素としてモデルデータ入力部10を備えている。駆動系モデルを構成する各種のデータ、具体的には車重やタイヤ径等の車両諸元、転がり摩擦係数等の各種の損失係数、変速機の変速パターン等のデータは、このモデルデータ入力部10から入力することができる。例えば、タイヤ交換によってタイヤ径や転がり摩擦係数が変化した場合には、駆動系モデルのデータも書き換えることで、駆動系モデルを実車に合わせた最新のものに更新することができる。   Furthermore, the diagnostic apparatus includes a model data input unit 10 as a component. This model data input section contains various data that make up the drivetrain model, specifically vehicle specifications such as vehicle weight and tire diameter, various loss factors such as rolling friction coefficient, and transmission shift patterns. 10 can be input. For example, when the tire diameter and the rolling friction coefficient change due to the tire replacement, the drive system model can be updated to the latest one according to the actual vehicle by rewriting the data of the drive system model.

次に、本実施の形態の診断装置による燃費診断の手順について図4のフローチャートを用いて説明する。図4に示すように、燃費診断の最初のステップS2では、燃費計算部4により燃費モデルを用いたモード燃費Xの計算が行われる。このステップの処理は比較的長い所定の周期で、或いは、エンジン始動時等の所定のタイミングで実行される。燃費モデルによる具体的な燃費計算の手順については後述する。   Next, the procedure of the fuel consumption diagnosis by the diagnostic apparatus of this embodiment will be described using the flowchart of FIG. As shown in FIG. 4, in the first step S2 of the fuel consumption diagnosis, the fuel consumption calculation unit 4 calculates the mode fuel consumption X using the fuel consumption model. The processing in this step is executed at a relatively long predetermined cycle or at a predetermined timing such as when the engine is started. A specific fuel consumption calculation procedure based on the fuel consumption model will be described later.

次のステップS4では、燃費OBD部6による判定が行なわれる。燃費OBD部6は、燃費計算部4で算出されたモード燃費Xに関して、次の関係が成り立つかどうか判定する。Xiniは基準値であって、カタログ値や新車時の計測値が用いられる。aは1よりも小さい値の係数である。aの値は、少なくとも以下の関係が成り立っている間は、車両そのものに燃費上の問題はないと判断できるような値に設定されている。
X>a・Xini
In the next step S4, determination by the fuel consumption OBD unit 6 is performed. The fuel consumption OBD unit 6 determines whether or not the following relationship is satisfied with respect to the mode fuel consumption X calculated by the fuel consumption calculation unit 4. X ini is a reference value, and a catalog value or a measured value at the time of a new vehicle is used. a is a coefficient having a value smaller than 1. The value of a is set to such a value that it can be determined that there is no problem in fuel consumption in the vehicle itself at least as long as the following relationship holds.
X> a · X ini

上記の関係が成り立っている間は、ステップS2の処理とステップS4の判定とが繰り返し行われる。   While the above relationship is established, the process of step S2 and the determination of step S4 are repeated.

上記の関係が成り立たなくなった場合、すなわち、モード燃費Xが許容値を超えて悪化した場合には、燃費OBD部6によってステップS6の処理が実行される。燃費OBD部6は、車室内、例えば、インパネ上の警告ランプを点灯或いは点滅させることにより運転者に対して警告を発する。   When the above relationship no longer holds, that is, when the mode fuel consumption X has deteriorated beyond the allowable value, the fuel consumption OBD unit 6 executes the process of step S6. The fuel consumption OBD unit 6 issues a warning to the driver by lighting or blinking a warning lamp on the vehicle interior, for example, on the instrument panel.

次に説明するように、燃費モデルを用いて算出されるモード燃費は、車両そのものの状態によって決まる燃費であり、車両の使用状態やドライバの運転状態の影響を受けていない公平な燃費の評価指標である。したがって、モード燃費が悪化したということは、車両に何らかの問題が生じている可能性がある。本実施の形態の診断装置によれば、燃費診断の結果、モード燃費が悪化していることが判明したときには警告が発せられるので、ドライバに対して車両の点検・整備を促すことができる。   As will be described below, the mode fuel efficiency calculated using the fuel efficiency model is a fuel efficiency determined by the state of the vehicle itself, and is a fair fuel efficiency evaluation index that is not affected by the use state of the vehicle or the driving state of the driver. It is. Therefore, when the mode fuel efficiency is deteriorated, there is a possibility that some problem has occurred in the vehicle. According to the diagnostic device of the present embodiment, a warning is issued when it is determined that the mode fuel efficiency is deteriorated as a result of the fuel consumption diagnosis, and thus the driver can be urged to inspect and maintain the vehicle.

図5は、ステップS2において燃費計算部4により実行される燃費計算の手順を示すフローチャートである。図5に示すように、ステップS2の処理はステップS202からステップS214までの処理によって成り立っている。前述のように燃費モデルは駆動系モデルと燃料消費マップとから構成されているが、ステップS202からステップS210までの処理が駆動系モデルによる演算であり、燃料消費マップはステップS212の処理に用いられる。   FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of fuel consumption calculation executed by the fuel consumption calculation unit 4 in step S2. As shown in FIG. 5, the process of step S <b> 2 includes the processes from step S <b> 202 to step S <b> 214. As described above, the fuel consumption model is composed of the drive system model and the fuel consumption map, but the processing from step S202 to step S210 is the calculation by the drive system model, and the fuel consumption map is used for the processing of step S212. .

燃費計算の最初のステップS202では、走行モードデータ記憶部2から燃費計算部4に走行モードデータが読み込まれる。燃費計算部4は走行モードデータから車速V[m/s]を取得し、車速Vから加速度α[m/s]を算出する。詳しくは、走行モードデータで規定される走行パターンの開始から終了まで所定の時間間隔(例えば1秒間隔)で車速Vを取得する。そして、取得した車速Vから前記の時間間隔で加速度α[m/s]を算出する。 In the first step S202 of the fuel consumption calculation, the travel mode data is read from the travel mode data storage unit 2 into the fuel consumption calculation unit 4. The fuel consumption calculation unit 4 acquires the vehicle speed V [m / s] from the travel mode data, and calculates the acceleration α [m / s 2 ] from the vehicle speed V. Specifically, the vehicle speed V is acquired at a predetermined time interval (for example, every 1 second) from the start to the end of the travel pattern defined by the travel mode data. Then, the acceleration α [m / s 2 ] is calculated from the acquired vehicle speed V at the time interval.

次のステップS204では、燃費計算部4は車速V及び加速度αに基づいて走行抵抗Rall[N]を算出する。走行抵抗Rallは以下の式に示すように空気抵抗Rairと転がり抵抗Rrollの和として算出することができる。
all=Rair+Rroll
In the next step S204, the fuel consumption calculation unit 4 calculates a running resistance R all [N] based on the vehicle speed V and the acceleration α. The running resistance R all can be calculated as the sum of the air resistance R air and the rolling resistance R roll as shown in the following equation.
R all = R air + R roll

各抵抗値Rair,Rrollは予め実験により予め実験によって作成したマップによって、或いは、物理式を用いて算出される。それらマップや物理式は駆動系モデルの一部を構成している。また、計算に用いられる係数や定数のうち、車重やタイヤの転がり摩擦係数といった車両の状態によって変化しうるものについては、モデルデータ入力部10を介して書き換えることができる。 Each of the resistance values R air and R roll is calculated by a map prepared in advance by an experiment or by using a physical formula. These maps and physical formulas form part of the drive train model. Of the coefficients and constants used in the calculation, those that can change depending on the vehicle state such as the vehicle weight and the rolling friction coefficient of the tire can be rewritten via the model data input unit 10.

次のステップS206では、燃費計算部4は以下の式によって車速Vからタイヤ回転数Na[rpm]を算出し、また、走行抵抗RallからタイヤトルクTa[Nm]を算出する。ここでRはタイヤの有効半径であって、これもモデルデータ入力部10を介して書き換えることができる。
Na=V/(2・π・R)
Ta=Rall・R
In the next step S206, the fuel consumption calculation unit 4 calculates the tire rotation speed Na [rpm] from the vehicle speed V by the following formula, and calculates the tire torque Ta [Nm] from the running resistance R all . Here, R is the effective radius of the tire, which can also be rewritten via the model data input unit 10.
Na = V / (2 · π · R)
Ta = R all · R

次のステップS208では、燃費計算部4は以下の式によってタイヤ回転数Naからプロペラシャフト回転数Np[rpm]を算出し、また、タイヤトルクTaからプロペラシャフトトルクTp[Nm]を算出する。ここでiはデファレンシャルギア(D/F)のデフ比であり、ΔTはD/Fにおけるトルク損失である。ΔTの値は物理式、或いは、予め実験によって作成したマップによって算出される。
Np=Na・i
Tp=Ta/i+ΔT
In the next step S208, the fuel consumption calculation unit 4 calculates the propeller shaft rotation speed Np [rpm] from the tire rotation speed Na by the following formula, and calculates the propeller shaft torque Tp [Nm] from the tire torque Ta. Here, i D is the differential ratio of the differential gear (D / F), and ΔT D is the torque loss at D / F. The value of [Delta] T D physical expression, or is calculated by the map created in advance by experiments.
Np = Na · i D
Tp = Ta / i D + ΔT D

次のステップS210では、燃費計算部4は以下の式によってプロペラシャフト回転数Npからエンジン回転数Ne[rpm]を算出し、また、プロペラシャフトトルクTpからエンジントルクTe[Nm]を算出する。ここでiはトランスミッション(T/M)のギヤ比であり、Iはエンジン慣性モーメントである。本実施の形態ではトランスミッションは手動である。ギヤ比iの値は予め設定された変速パターンに従い決定される。この変速パターンは、トランスミッションが電磁クラッチ式の自動変速機であれば、その制御に使用されている変速パターンであり、トランスミッションが手動変速機であれば、燃費上最適と考えられる仮想の変速パターンである。変速パターンも駆動系モデルの一部を構成している。ΔTはT/Mにおけるトルク損失で、ΔTはエンジン(Eng)におけるトルク損失である。ΔT,ΔTの各値は物理式、或いは、予め実験によって作成したマップによって算出される。
Ne=Np・i
Te=Tp/i+ΔT+ΔT+I・i・i・α/R
In the next step S210, the fuel consumption calculation unit 4 calculates the engine speed Ne [rpm] from the propeller shaft speed Np by the following formula, and calculates the engine torque Te [Nm] from the propeller shaft torque Tp. Here, i M is a gear ratio of the transmission (T / M), and IE is an engine moment of inertia. In this embodiment, the transmission is manual. The value of the gear ratio i M is determined in accordance with the shift pattern which is set in advance. This shift pattern is a shift pattern that is used for control if the transmission is an electromagnetic clutch type automatic transmission, and is a virtual shift pattern that is considered optimal in terms of fuel consumption if the transmission is a manual transmission. is there. The shift pattern also forms part of the drive train model. ΔT M is the torque loss at T / M, and ΔT E is the torque loss at the engine (Eng). Each value of ΔT E and ΔT M is calculated by a physical formula or a map created in advance by experiment.
Ne = Np · i M
Te = Tp / i M + ΔT M + ΔT E + I E · i D · i M · α / R

ステップS202からステップS210までの処理により、走行モードデータによって規定される走行パターンで車両を走行させた場合のエンジントルクTe及びエンジン回転数Neがそれぞれ所定の時間間隔で算出される。次のステップS212では、燃費計算部2はステップS210の計算結果を燃料消費マップに当てはめ、走行モードデータで規定される走行パターンの開始から終了までの所定時間間隔毎(ここでは1秒毎)の燃料消費量q[g/s]を算出する。   Through the processing from step S202 to step S210, the engine torque Te and the engine speed Ne when the vehicle is driven in the driving pattern defined by the driving mode data are calculated at predetermined time intervals. In the next step S212, the fuel consumption calculation unit 2 applies the calculation result of step S210 to the fuel consumption map, and at every predetermined time interval (here, every second) from the start to the end of the travel pattern defined by the travel mode data. The fuel consumption q [g / s] is calculated.

最後のステップS214では、燃費計算部2は、以下の式に示すように車速Vの時間積分値と燃料消費量qの時間積分値とを用いてモード燃費Xを算出する。各時間積分の積分区間は走行モードデータで規定される走行パターンの開始時点から終了時点までである。下式におけるρは燃料密度である。
X=ρ・∫Vdt/∫qdt×10
In the last step S214, the fuel consumption calculation unit 2 calculates the mode fuel consumption X using the time integral value of the vehicle speed V and the time integral value of the fuel consumption q as shown in the following equation. The integration interval of each time integration is from the start point to the end point of the driving pattern defined by the driving mode data. Ρ in the following equation is the fuel density.
X = ρ · ∫Vdt / ∫qdt × 10 3

上述のように、本実施の形態の診断装置は、診断用の走行パターンで車両を走行させた場合のエンジントルク及びエンジン回転数の変化を駆動系モデルによって計算し、その計算結果と燃料消費マップとを用いて車両のモード燃費を計算する。本実施の形態の診断装置によって算出されるモード燃費は、駆動系モデルで定義された所定条件のもと診断用の走行パターンで車両を走行させた場合の燃費であるので、車両の使用条件やドライバの運転状態の影響を受けることはない。しかも、燃料消費マップのデータはマップデータ学習部8によってエンジンの実際の制御結果に基づいて更新されることから、車両そのものの状態、特に、エンジンの状態はモード燃費の計算結果に着実に反映されている。   As described above, the diagnosis device according to the present embodiment calculates changes in the engine torque and the engine speed when the vehicle is driven with a driving pattern for diagnosis using the drive system model, and the calculation result and the fuel consumption map. And calculate the mode fuel efficiency of the vehicle. The mode fuel efficiency calculated by the diagnostic device of the present embodiment is the fuel efficiency when the vehicle is driven with a driving pattern for diagnosis under a predetermined condition defined in the drive system model. It is not affected by the driving conditions of the driver. In addition, since the fuel consumption map data is updated by the map data learning unit 8 based on the actual control result of the engine, the state of the vehicle itself, in particular, the engine state is steadily reflected in the calculation result of the mode fuel consumption. ing.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明はトルコン式の自動変速機を備えた車両にも適用することができる。その場合、図5のフローチャートにおけるステップS210の処理を図6のフローチャートに示すステップS220,S222,S224及びS226の処理に置き換えればよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention can also be applied to a vehicle equipped with a torque converter type automatic transmission. In that case, the process of step S210 in the flowchart of FIG. 5 may be replaced with the processes of steps S220, S222, S224, and S226 shown in the flowchart of FIG.

図6のフローチャートについて説明する。ステップS220では、プロペラシャフト回転数Np及びプロペラシャフトトルクTpに基づいてトルコン回転数Nc及びトルコントルクTcが算出される。この計算にはトルコンの伝達特性を物理式、実験式或いはマップなどによってモデル化したトルコンモデルが用いられる。ステップS222では、トルコン回転数Nc及びトルコントルクTcからエンジン回転数Ne及びエンジントルクTeが算出される。   The flowchart of FIG. 6 will be described. In step S220, the torque converter rotational speed Nc and the torque converter torque Tc are calculated based on the propeller shaft rotational speed Np and the propeller shaft torque Tp. This calculation uses a torque converter model in which the transfer characteristics of torque converter are modeled by physical formulas, empirical formulas or maps. In step S222, the engine speed Ne and the engine torque Te are calculated from the torque converter speed Nc and the torque converter torque Tc.

トルコン回転数Nc及びトルコントルクTcの計算にはトランスミッションのギヤ比iが必要となるが、その決定はシフトポジションにしたがって行われる。シフトポジションの選択はステップS226で行われる。ステップS226では、ステップS224で算出されるスロットル開度θにしたがってシフト線図よりシフトポジションが選択される。ステップS224では、ステップS222で算出されたエンジン回転数Ne及びエンジントルクTeに基づき、予め用意されたマップからスロットル開度θが決定される。 Although it is necessary to gear ratio i M of the transmission in the calculation of the torque converter speed Nc and torque converter torque Tc, the decision is made in accordance with the shift position. Selection of the shift position is performed in step S226. In step S226, a shift position is selected from the shift diagram according to the throttle opening θ calculated in step S224. In step S224, the throttle opening degree θ is determined from a map prepared in advance based on the engine speed Ne and the engine torque Te calculated in step S222.

本発明の実施の形態としての車両の診断装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the diagnostic apparatus of the vehicle as embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる診断用走行パターンの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the running pattern for diagnosis concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる駆動系モデルの概念図である。It is a conceptual diagram of the drive system model concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において実施される燃費診断の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the fuel consumption diagnosis implemented in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において実施される燃費計算の手順の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the procedure of the fuel consumption calculation implemented in embodiment of this invention. トルコン式自動変速機を備えた車両に本発明を適用する場合の燃費計算の手順の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of procedure of the fuel consumption calculation in the case of applying this invention to the vehicle provided with the torque converter type automatic transmission.

符号の説明Explanation of symbols

2 走行モードデータ記憶部
4 燃費計算部
6 燃費OBD部
8 マップデータ学習部
10 モデルデータ入力部
2 Driving mode data storage unit 4 Fuel consumption calculation unit 6 Fuel consumption OBD unit 8 Map data learning unit 10 Model data input unit

Claims (7)

内燃機関によって駆動される車両の診断装置であって、
車速及び加速度から前記内燃機関のトルク及び回転数を逆算するための駆動系モデルを記憶する駆動系モデル記憶手段と、
前記内燃機関のトルク及び回転数に燃料消費量を関連付けたマップデータを記憶するマップデータ記憶手段と、
前記内燃機関の実際の制御結果に基づいて前記マップデータを更新するマップデータ更新手段と、
車速で定義された診断用の走行パターンを取得する走行パターン取得手段と、
前記走行パターンで車両を走行させた場合の前記内燃機関のトルク及び回転数の変化を前記駆動系モデルによって計算し、その計算結果と前記マップデータとを用いて前記走行パターンで車両を走行させた場合の燃費を算出する燃費算出手段と、
を備えることを特徴とする車両の診断装置。
A diagnostic device for a vehicle driven by an internal combustion engine,
Drive system model storage means for storing a drive system model for calculating back the torque and rotation speed of the internal combustion engine from the vehicle speed and acceleration;
Map data storage means for storing map data in which fuel consumption is associated with torque and rotation speed of the internal combustion engine;
Map data updating means for updating the map data based on an actual control result of the internal combustion engine;
Driving pattern acquisition means for acquiring a driving pattern for diagnosis defined by vehicle speed;
Changes in torque and rotational speed of the internal combustion engine when the vehicle is driven in the driving pattern are calculated by the drive system model, and the vehicle is driven in the driving pattern using the calculation result and the map data. Fuel consumption calculation means for calculating the fuel consumption of the case,
A vehicle diagnostic apparatus comprising:
前記駆動系モデル記憶手段は、前記駆動系モデルを構成する係数或いは定数のうち、前記車両の諸元に関する係数或いは定数の書き換えが可能であることを特徴とする請求項1記載の車両の診断装置。   2. The vehicle diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the drive system model storage means can rewrite a coefficient or a constant related to the specifications of the vehicle among coefficients or constants constituting the drive system model. . 前記マップデータ更新手段は、燃料消費量、回転数及びトルクの各実際値を用いて前記マップデータを更新することを特徴とする請求項1又は2記載の車両の診断装置。   3. The vehicle diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the map data updating unit updates the map data using actual values of fuel consumption, rotation speed, and torque. 前記マップデータ更新手段は、燃料消費量及び回転数の各実際値と要求トルクとを用いて前記マップデータを更新することを特徴とする請求項1又は2記載の車両の診断装置。   3. The vehicle diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the map data updating means updates the map data using actual values of fuel consumption and rotation speed and required torque. 前記マップデータ更新手段は、燃料消費量及び回転数の各実際値と前記内燃機関の運転状態から推定される推定トルクとを用いて前記マップデータを更新することを特徴とする請求項1又は2記載の車両の診断装置。   3. The map data updating means updates the map data using actual values of fuel consumption and rotational speed and estimated torque estimated from an operating state of the internal combustion engine. The vehicle diagnostic apparatus as described. 前記マップデータ更新手段は、筒内圧センサによって計測される筒内圧から推定トルクを算出することを特徴とする請求項5記載の車両の診断装置。   6. The vehicle diagnosis apparatus according to claim 5, wherein the map data updating means calculates an estimated torque from an in-cylinder pressure measured by an in-cylinder pressure sensor. 前記燃費算出手段による算出値と所定の基準値とを比較し、前記算出値が前記基準値に対して悪化している場合には警告を発する警告手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の車両の診断装置。   The apparatus further comprises warning means for comparing a calculated value obtained by the fuel consumption calculating means with a predetermined reference value and issuing a warning when the calculated value is worse than the reference value. 7. The vehicle diagnostic apparatus according to any one of items 1 to 6.
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