JP4760626B2 - 動力システムのトルク制御装置 - Google Patents
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Description
入力される指令信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクを前記動力システムに実現させる複数のアクチュエータと、
前記動力システムの目標トルクに応じた目標トルク信号を、予め設定された分配優先順位に従って各アクチュエータへ分配する信号分配構造と、
各アクチュエータの信号の入力部に設けられて、前記信号分配構造から供給される信号のうち当該アクチュエータの動作特性に合った信号のみを当該アクチュエータの指令信号として通過させる信号処理フィルタと、
を備えることを特徴としている。
前記アクチュエータの動作に対するトルクの応答感度の低い順に前記分配優先順位が設定されていることを特徴としている。
前記信号分配構造は、前記信号処理フィルタを通過前の信号から通過後の信号を差し引いた信号を次位のアクチュエータへ供給する構造であることを特徴としている。
前記信号分配構造は、前記アクチュエータが動作可能な信号域のうち特定信号域に対応する信号のみを通過させる第2信号処理フィルタを含み、前記第2信号処理フィルタを通過後の信号を前記アクチュエータへ供給し、前記第2信号処理フィルタを通過前の信号から通過後の信号を差し引いた信号を次位のアクチュエータへ供給する構造であることを特徴としている。
前記第2信号処理フィルタを通過前の信号から、前記第2信号処理フィルタ並びに前記信号処理フィルタを通過後の信号と、次位のアクチュエータへ供給される信号とを差し引いた信号に基づき、前記第2信号処理フィルタの信号通過特性を補正する信号通過特性補正手段をさらに備えることを特徴としている。
前記第2信号処理フィルタとして信号通過特性の異なる複数のフィルタが用意され、
前記複数のフィルタの中から前記動力システムの運転状態に応じた適宜のフィルタを選択するフィルタ選択手段をさらに備えることを特徴としている。
前記フィルタ選択手段は、指令信号によって前記アクチュエータを動作させたときに予想されるトルクの応答感度の良否に応じて、前記第2信号処理フィルタとして使用するフィルタを決定することを特徴としている。
前記信号処理フィルタの最大通過周波数は、対応するアクチュエータで実現可能と予想される最大応答周波数よりも低く設定されていることを特徴としている。
最下位のアクチュエータにかかる信号処理フィルタを通過前の信号と通過後の信号との間に差分が有る場合に、その差分信号を目標トルク信号の生成に反映させるフィードバック手段をさらに備えることを特徴としている。
前記複数のアクチュエータのそれぞれに信号通過特性の異なる複数の信号処理フィルタが設定され、
前記動力システムの目標トルクの変化を予測する予測手段と、
予測される目標トルクの変化に基づき、前記複数のアクチュエータ間における前記信号処理フィルタの組み合わせを決定する組み合わせ決定手段と、
をさらに備えることを特徴としている。
前記信号処理フィルタは指令信号の最大値及び最小値を制限する飽和要素を含み、
前記飽和要素を通過前の信号と通過後の信号との間に差分が有る場合に、その差分信号を目標トルク信号の生成に反映させるフィードバック手段をさらに備えることを特徴としている。
前記差分信号が目標トルク信号の生成に反映されてから所定時間が経過した後も前記差分が無くならない場合には、目標トルク信号の生成に異常が生じていると判定する異常判定手段をさらに備えることを特徴としている。
前記信号処理フィルタは前記アクチュエータの動作によって実現されるトルクの可変範囲に応じて指令信号の最大値及び最小値を制限する飽和要素を含み、
前記飽和要素を通過前の信号と通過後の信号との間に差分が有る状態が所定時間継続する場合には、前記アクチュエータに異常が生じていると判定する異常判定手段をさらに備えることを特徴としている。
前記アクチュエータの動作目標値と実際値との間に差分が有る場合に、その差分信号を前記アクチュエータの上流に配置された各信号処理フィルタの信号通過特性の設定に反映させるフィードバック手段をさらに備えることを特徴としている。
前記アクチュエータに入力された指令信号のトルク換算値と前記アクチュエータの動作によって実現されたトルクとの間に差分が有る場合に、その差分信号を前記アクチュエータの上流に配置された各信号処理フィルタの信号通過特性の設定に反映させるフィードバック手段をさらに備えることを特徴としている。
前記の複数のアクチュエータ、信号処理フィルタ及び信号分配構造からなる複数の制御グループと、
前記複数の制御グループの中から前記動力システムのトルク制御に使用する制御グループを選択するグループ選択手段と、
をさらに備えることを特徴としている。
前記グループ選択手段は、前記動力システムの目標トルクに基づいて前記動力システムのトルク制御に使用する制御グループを選択することを特徴としている。
前記グループ選択手段は、各アクチュエータの状態に基づいて前記動力システムのトルク制御に使用する制御グループを選択することを特徴としている。
前記複数のアクチュエータに優先されて指令信号が決定される優先アクチュエータと、
前記信号分配構造によって前記複数のアクチュエータに分配される目標トルク信号から前記優先アクチュエータに入力される指令信号を差し引く目標トルク信号補正手段と、
をさらに備えることを特徴としている。
前記動力システムは自動車に搭載される内燃機関であることを特徴としている。
前記アクチュエータとして、吸入空気量を調整するスロットルと、点火時期を調整する点火装置とを含むことを特徴としている。
前記アクチュエータとして、吸気バルブのリフト量を変更する可変リフト機構と、点火時期を調整する点火装置とを含むことを特徴としている。
前記アクチュエータとして、燃料噴射時期及び燃料噴射量を調整する燃料噴射装置をさらに含むことを特徴としている。
前記アクチュエータとして、前記内燃機関によって駆動される補機をさらに含むことを特徴としている。
前記動力システムは内燃機関と電動機とからなるハイブリッド動力システムであり、前記アクチュエータとして前記電動機を含むことを特徴としている。
前記信号分配構造に供給される目標トルク信号から、特定周波数域の信号成分を取り除く特定信号除去フィルタをさらに備えることを特徴としている。
前記特定信号除去フィルタは、車両の固有周波数と同じ周波数の信号成分を目標トルク信号から取り除くことを特徴としている。
前記内燃機関の回転速度に応じて前記信号処理フィルタの信号通過特性を変更する信号通過特性変更手段をさらに備えることを特徴としている。
前記動力システムは前記内燃機関の回転を変速して駆動輪に伝達する変速機を含み、
現在の機関回転速度において前記の各アクチュエータを動作させることで実現可能なトルクの可変範囲を予測するトルク可変範囲予測手段と、
現在の運転条件のもとでの目標トルクの変化範囲を予測する目標トルク変化範囲予測手段と、
実現可能なトルク可変範囲が目標トルクの変化範囲に対して不足する場合に、前記変速機の変速比を調整してトルク可変範囲が拡大する方向に機関回転速度を変化させる変速比制御手段と、
をさらに備えることを特徴としている。
図1は本発明の実施の形態1としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。エンジンは、そのトルク制御にかかる複数のアクチュエータ2、4、12を備えている。これらアクチュエータ2、4、12は、入力される指令信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクをエンジンに実現させるものである。ここでは、アクチュエータA2をスロットル、アクチュエータB4を点火装置、アクチュエータC12を燃料噴射装置とする。スロットルは、その開度によってエンジンのトルクを制御することができ、点火装置は、その点火時期によってエンジンのトルクを制御することができる。また、燃料噴射装置は、その燃料噴射量や燃料噴射時期によってエンジンのトルクを制御することができる。
図2は本発明の実施の形態2としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。エンジンは、そのトルク制御にかかる複数のアクチュエータ2、4を備えている。これらアクチュエータ2、4は、入力される指令信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクをエンジンに実現させるものである。
図4は本発明の実施の形態3としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態2のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図4に示す構成において実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付している。
本発明の実施の形態4としてのトルク制御装置は、実施の形態1の構成を基本としつつ、各フィルタ(信号処理フィルタ)の信号通過特性を次のように設定したことに特徴がある。図7は本実施の形態にかかるフィルタの信号通過特性の設定を説明するための図である。
図8は本発明の実施の形態5としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態1のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図8に示す構成において実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付している。
図9は本発明の実施の形態6としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態1のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図9に示す構成において実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付している。
図10は本発明の実施の形態7としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態1のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図10に示す構成において実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付している。
図12は本発明の実施の形態8としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態2のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図12に示す構成において実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付している。
図15は本発明の実施の形態9としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態2のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図15に示す構成において実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付している。
本発明の実施の形態10としてのトルク制御装置は、実施の形態8の構成(図12に示す構成)と実施の形態9の構成(図15に示す構成)とを併せ持っていることに特徴がある。つまり、調停フィルタ18として、信号通過特性の異なる3つのフィルタ、すなわち、ノーマルフィルタ18a、エミッションフィルタ18b及び燃焼向上フィルタ18cを有している。各フィルタ18a、18b、18cの特徴は前述の通りである。
本発明の実施の形態10としてのトルク制御装置は、実施の形態8の構成(図12に示す構成)を基本としつつ、調停フィルタ18の選択を図22のフローチャートに示すルーチンに従って行うことに特徴がある。本実施の形態では、触媒温度に加えて予想されるトルクの応答感度の良否にも基づいて調停フィルタ18の選択を行う。
図23は本発明の実施の形態12としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態2のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図23に示す構成において実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付している。
図26は本発明の実施の形態13としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態2のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図26に示す構成において実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付している。
図28は本発明の実施の形態14としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。エンジンは、そのトルク制御にかかる複数のアクチュエータ2、4を備えている。これらアクチュエータ2、4は、入力される指令信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクをエンジンに実現させるものである。
図29は本発明の実施の形態15としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。エンジンは、そのトルク制御にかかる複数のアクチュエータを備えている。トルク制御装置は、エンジンの目標トルクに応じた目標トルク信号を、予め設定された分配優先順位に従い、各アクチュエータへの指令信号として分配している。図29に示す構成は、分配後の目標トルク信号の処理にかかる構成である。ここでは、1つのアクチュエータ80を例にとって説明するが、他のアクチュエータにも同様の構成が設けられている。
図30は本発明の実施の形態16としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。エンジンは、そのトルク制御にかかる複数のアクチュエータ2、4を備えている。これらアクチュエータ2、4は、入力される指令信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクをエンジンに実現させるものである。
図31は本発明の実施の形態17としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態16のトルク制御装置の変形例である。図31に示す構成において実施の形態16と同一の要素には同一の符号を付している。
図32は本発明の実施の形態18としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態1のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図32に示す構成において実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付している。
図35は本発明の実施の形態19としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態1のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図35に示す構成において実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付している。
図38は本発明の実施の形態20としてのトルク制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態のトルク制御装置は、実施の形態1のトルク制御装置に新たな機能を追加した構成になっている。図38に示す構成において実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付している。
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。
6、8、14、52 フィルタ
18、40、54 調停フィルタ
18a ノーマルフィルタ
18b エミッションフィルタ
18c 燃焼向上フィルタ
22 信号通過特性判定部
30 トルク変換部
36、74 目標トルク信号生成部
38 フィルタ評価部
44、58 制御グループ選択部
60、96 ローパスフィルタ、
62、64、84 飽和要素
72、88 異常診断部
82、92、100 動作目標値設定部
94、102 アクチュエータ制御部
110、112 トルク推定部
120 制振フィルタ
126 通過周波数域変更部
130 エンジン制御部
132 ミッション制御部
134、136 トルク可変範囲予測部
140 トルク可変範囲不足判定部
Claims (12)
- 動力システムのトルク制御装置であって、
前記動力システムの目標トルクに応じた目標トルク信号を生成する目標トルク信号生成部と、
入力される指令信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクを前記動力システムに実現させる複数のアクチュエータと、
各アクチュエータの信号の入力部に設けられて、供給される信号のうち当該アクチュエータが動作可能な周波数域の信号のみを当該アクチュエータの指令信号として通過させる信号処理フィルタと、
予め設定された分配優先順位に従って前記目標トルク信号を各アクチュエータへ分配する信号分配構造であって、分配優先順位が第1位のアクチュエータに対しては、その入力部に設けられた信号処理フィルタに前記目標トルク信号を供給し、分配優先順位が2位以下のアクチュエータに対しては、その入力部に設けられた信号処理フィルタに、一つ上位のアクチュエータの入力部に設けられた信号処理フィルタへの供給信号から同信号処理フィルタを通過後の信号を差し引いた信号を供給する信号分配構造と、
最下位のアクチュエータの入力部に設けられた信号処理フィルタへの供給信号と同信号処理フィルタを通過後の信号との間に差分が有る場合に、その差分信号を前記目標トルク信号生成部における目標トルク信号の生成に反映させるフィードバック構造と、
を備えることを特徴とする動力システムのトルク制御装置。 - 各アクチュエータの分配優先順位は、当該アクチュエータの動作に対するトルクの応答感度が低いものほど高い順位に設定されていることを特徴とする請求項1記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記動力システムは自動車に搭載される内燃機関であることを特徴とする請求項1又は2記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記アクチュエータとして、吸入空気量を調整するスロットルと、点火時期を調整する点火装置とを含むことを特徴とする請求項3記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記アクチュエータとして、吸気バルブのリフト量を変更する可変リフト機構と、点火時期を調整する点火装置とを含むことを特徴とする請求項3記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記アクチュエータとして、燃料噴射時期及び燃料噴射量を調整する燃料噴射装置をさらに含むことを特徴とする請求項4又は5記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記アクチュエータとして、前記内燃機関によって駆動される補機をさらに含むことを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記動力システムは内燃機関と電動機とからなるハイブリッド動力システムであり、前記アクチュエータとして前記電動機を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記信号分配構造に供給される目標トルク信号から、特定周波数域の信号成分を取り除く特定信号除去フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項3乃至8の何れか1項に記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記特定信号除去フィルタは、車両の固有周波数と同じ周波数の信号成分を目標トルク信号から取り除くことを特徴とする請求項9記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記内燃機関の回転速度に応じて前記信号処理フィルタの信号通過特性を変更する信号通過特性変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項3乃至8の何れか1項に記載の動力システムのトルク制御装置。
- 前記動力システムは前記内燃機関の回転を変速して駆動輪に伝達する変速機を含み、
現在の機関回転速度において前記の各アクチュエータを動作させることで実現可能なトルクの可変範囲を予測するトルク可変範囲予測手段と、
現在の運転条件のもとでの目標トルクの変化範囲を予測する目標トルク変化範囲予測手段と、
実現可能なトルク可変範囲が目標トルクの変化範囲に対して不足する場合に、前記変速機の変速比を調整してトルク可変範囲が拡大する方向に機関回転速度を変化させる変速比制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3乃至8の何れか1項に記載の動力システムのトルク制御装置。
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