JP5220130B2 - 動力取出機構装備車のエンジン制御方法及び動力取出機構装備車用エンジン制御装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、先に述べたように、オールスピードマップ自体は正常であるとの前提の下で、過回転の抑圧機能を有するのみの従来装置にあっては、上述のような半導体記憶素子の不良に起因する回転制御の異常を検出することはできない。
前記第2のエリアにおいて、外部入力された車両の走行状態に基づいて演算算出された実エンジン回転数が、検出されたアクセル開度及び前記オールスピードマップにより定められたトルクに対して予め定められた相関関係に基づいて決定される目標エンジン回転数に、所定の許容増分回転数を加算した結果より大である場合に、
前記オールスピードマップにより定められたトルクに、実エンジン回転数の増加に伴う漸減規制を施し、当該漸減規制が施されたトルクを、前記第1のエリアにおけるエンジン制御に供するよう構成されてなる動力取出機構装備車のエンジン制御方法が提供される。
本発明の第2の形態によれば、電子制御ユニットにおいて実行される動作制御処理に基づいて動力取出機構装備車両の動作制御を可能としてなる動力取出機構装備車用エンジン制御装置であって、前記電子制御ユニットは、実際に車両の動作制御に供される第1のエリアと、前記第1のエリアによる車両の動作制御における故障の有無の診断処理が実行される第2のエリアとが設けられると共に、前記第1のエリアにおいては、車両の動作制御の1つとしてオールスピードマップによるエンジン回転制御が行われるよう構成されてなる動力取出機構装備車用エンジン制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
前記第2のエリアにおいて、外部入力された車両の走行状態に基づいて演算算出された実エンジン回転数と、
検出されたアクセル開度及び前記オールスピードマップにより定められたトルクに対して予め定められた相関関係に基づいて決定される目標エンジン回転数に、所定の許容増分回転数を加算した加算結果との大小を比較し、前記実エンジン回転数が、前記加算結果より大である場合に、
前記オールスピードマップにより定められたトルクに、実エンジン回転数の増加に伴う漸減規制を施し、当該漸減規制が施されたトルクを、前記第1のエリアにおけるエンジン制御に供するよう構成されてなる動力取出機構装備車用エンジン制御装置が提供される。
2…PTO切替スイッチ
3…出力調整ボリューム
4…クランク角センサ
5…カム角センサ
6…アクセル開度センサ
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における動力取出機構装備車用エンジン制御装置の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
まず、本発明の実施の形態において、動力取出機構装備車としては、例えば、消防自動車等などを前提としたものである。
かかる電子制御ユニット1は、車両の各種動作の電子制御が実行されるようになっているもので、例えば、具体的には、インジェクタ(図示せず)の通電制御信号や燃料噴射制御等である。
さらに、本発明の実施の形態においては、電子制御ユニット1は、PTO(動力取出)制御も実行されるものとなっている。図1においては、本発明に係る動力取出機構装備車のエンジン制御方法の実行に関連する部分の機能ブロック図が、電子制御ユニット1内に示されたものとなっている。
まず、本発明の実施の形態における電子制御ユニット1においては、ソフトウェアが実行されるエリアが、2つに区分されたものとなっている。
すなわち、ソフトウェア処理が実際にエンジン(図示せず)の動作制御などに供される第1のエリア(以下、便宜的に「レベル1(Lv1)」と称する)と、基本的にレベル1と同一のソフトウェアが実行されて、レベル1の故障の有無を診断する、いわばモニタ機能を果たす第2のエリア(以下、便宜的に「レベル2(Lv2)」と称する)とに区分されたものとなっている。
また、本発明の実施の形態においては、電子制御ユニット1とは別個に、車両の動作制御のための他の電子制御ユニット(図示せず)が設けられており、電子制御ユニット1における種々の動作制御を補助するための各種の動作制御処理が実行される他、電子制御ユニット1とは別個に、車両動作のために必要な種々の動作制御処理が独自に実行されるものとなっている。この図示されない他の電子制御ユニットでは、PTO機構の速度信号が種々のデータに基づいて生成されるようになっており、その速度信号がPTO SIGとして、CAN(Controller Area Network)を介して電子制御ユニット1に入力されて、電子制御ユニット1におけるPTO制御に供されるようになっている。
さらに、電子制御ユニット1には、車両内に設けられたクランク角センサ4、カム角センサ5、アクセル開度センサ6などの車両動作制御に必要な各種のセンサ信号が入力されて、通常のエンジン制御やPTO制御に供されるようになっている。
まず、本発明の実施の形態におけるエンジン回転制御は、PTO機構(図示せず)が非動作時の場合の通常時におけるエンジン回転制御も、PTO機能動作(PTOモード)時におけるエンジン回転一定制御も、いずれも従来から知られているオールスピードマップを用いたものであることが前提である。
また、通常時のエンジン回転制御に用いられるオールスピードマップと、PTO機構動作時に用いられるオールスピードマップとは、それぞれ別個のものである。
一般的なオールスピードマップは、図3に一例が示されたように、実エンジン回転数、エンジントルク(又は燃料噴射量)及び目標エンジン回転数を3次元における軸に対応させ、種々の目標エンジン回転数における実エンジン回転数とエンジントルク(以下、単に「トルク」と称する)との相関関係が規定された3次元データの集合である。
なお、ここで、目標エンジン回転数は、アクセル開度、又は、出力調整ボリューム3の設定値に基づいて、所定の演算式やマップ等により算出されるものである。
図4に示された特性線例は、あるアクセル開度における実エンジン回転数の変化に対するトルク変化を示すものである。
この特性線は、実エンジン回転数が零からある実エンジン回転数n1までは、トルク一定とされ、それ以後は、実エンジン回転数の増加と共にトルクが急速に低下し、実エンジン回転数がある回転数n2(n2>n1)を超えるとトルク一定に規定されたものとなっている。
そして、負荷要求が満たされると、トルクが余分となるため、実エンジン回転数は、先程とは逆に、図4の特性線に沿って回転数が増大してゆき(図4の下向き太線矢印参照)、逆にトルクが不足してくると、再び、実エンジン回転数が減じられてトルクの増大が図られるというようにして、実エンジン回転数n1とn2とのほぼ中間の回転数がバランス点となり、実エンジン回転数は、このバランス点の回転数を目標エンジン回転数として、かかる回転数に維持されるものとなっている。
レベル1においては、上述したようなオールスピードマップが設けられており、PTO切替スイッチ2がONとされて、エンジン制御がレベル1によるPTOモードとされることで、PTOモードにおけるエンジン回転一定制御に供されるものとなっている。
また、レベル1においては、クランク角センサ4の出力信号に基づいて、実際のエンジン回転数に相当する実エンジン回転数を予め定められた演算式により算出処理が行われるようになっている。
また、カム角センサ5、アクセル開度センサ6の出力信号等に基づいて、目標エンジン回転数が予め定められた演算式、又は、演算マップにより算出されるようになっている。
本発明の実施の形態におけるramp機能は、上述の異常が検出された時点から目標エンジン回転数をランプ状に減少させて出力する、換言すれば、時間の経過と共に、目標エンジン回転数を強制的に低下させて出力するものとなっている。
さらに、レベル2においては、トルク制限機能を有しており、PTO CANデータ等に異常が無い状態においては、目標エンジン回転数と実エンジン回転数に基づいてトルク制限率が算出されるようになっている。このトルク制限機能は、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の差が大きいほどトルク制限率は0%に近い値が算出される一方、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の差が一定の範囲にある場合には、トルク制限率100%を算出するものとなっている。
したがって、PTO CANデータ等に異常が無く、車両が正常に動作している状態にあっては、トルク制限率は100%となるため、乗算結果は、オールスピードマップで得られたエンジントルクそのものとなり、最小値選択処理においては、オールスピードマップで得られたエンジントルクが選択されることとなる。
この場合、レベル1におけるオールスピードマップには、先に述べたようにramp機能からの目標エンジン回転数が実エンジン回転数と供されてエンジントルクが算出され、上述したレベル2のトルク制限率が乗じられたエンジントルクと共に最小値選択処理に供される。
電子制御ユニット1による処理が開始されると、最初に、実エンジン回転数の算出が行われる(図2のステップS102参照)。
この実エンジン回転数の算出は、クランク角センサ4の出力信号に基づいて所定の演算式により算出されるものである。
ここで、目標エンジン回転数は、電子制御ユニット1の所定の記憶領域に予め記憶された目標エンジン回転数算出マップを用いて決定されるものとなっている。
この目標エンジン回転数算出マップは、アクセル開度とトルクをパラメータとして、これらアクセル開度とトルクに対して、目標エンジン回転数が読み出し可能に構成されたものであり、アクセル開度、トルク、及び、目標エンジン回転数の相関関係は、レベル1において用いられているオールスピードマップに基づくものである。
そして、この目標エンジン回転算出マップによって、目標エンジン回転数を決定する際のアクセル開度は、アクセル開度センサ6によって検出されるものであり、トルクは、レベル1のオールスピードマップによって決定されたトルクである。
そして、D>A+Bであると判定された場合(YESの場合)には、電子制御ユニット1による処理は、次述するステップS108の処理へ進む一方、D>A+Bではないと判定された場合(NOの場合)は、実エンジン回転数は異常ではないとして一連の処理が終了され、電子制御ユニット1による処理は、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。
ここで、D>A+Bでないと判定された場合には、レベル1におけるオールスピードマップによるエンジン回転一定制御が継続されることとなる。
すなわち、まず、本発明の実施の形態におけるトルク制限(トルク規制)は、図5に示されたような実エンジン回転数に対するトルク制限特性に基づいて行われるものとなっている。
すなわち、図5に示された特性線によれば、実エンジン回転数が目標エンジン回転数A+安定制御エンジン回転範囲Bを超える場合には、トルクは、実エンジン回転数に反比例して低下せしめられるものとなっている。
そして、目標エンジン回転数Aは、同様に、トルク制限に移る直前に、レベル1においてオールスピードマップによって定まる目標エンジン回転数である。
また、安定制御エンジン回転範囲は、目標エンジン回転数からの増加方向で許容し得る回転数の増分を示すものである。かかる安定制御エンジン回転範囲は、予め定めた定数としても良く、また、例えば、目標エンジン回転数との相関で適宜な値が定められるようにシュミレーションや実験等に基づいて演算式を得、この演算式によってその都度算出される値を用いるようにしても良い。
したがって、本発明の実施の形態によるエンジン制御方法を適用することによって、例えば、電子制御ユニット1内のRAMやROMなどの半導体記憶素子の故障に起因するようなレベル1の制御処理の異常を検出することができると共に、その場合には、レベル2においてトルク規制されたトルクに基づくレベル1によるエンジン回転制御が行われるため、特に、作業車両にあっては、車両動作異常時において、急激なトルク変動を生ずることなく、円滑に作業停止を行うことが可能となり、高い安全性、信頼性が確保できるものとなっている。
Claims (6)
- 動力取出機構装備車両の動力取出機構の動作時の制御のための種々の制御処理が実行され、実際に車両の動作制御に供される第1のエリアと、前記第1のエリアによる車両の動作制御における故障の有無の診断処理が実行される第2のエリアとが設けられると共に、前記第1のエリアにおいては、車両の動作制御の1つとして実エンジン回転数とトルクと目標エンジン回転数との相関関係を規定したオールスピードマップによるエンジン回転制御が行われるよう構成されてなる動力取出機構装備車用エンジン制御装置におけるエンジン制御方法であって、
前記第2のエリアにおいて、外部入力された車両の走行状態に基づいて演算算出された実エンジン回転数が、検出されたアクセル開度及び前記オールスピードマップにより定められたトルクに対して予め定められた相関関係に基づいて決定される目標エンジン回転数に、所定の許容増分回転数を加算した結果より大である場合に、
前記オールスピードマップにより定められたトルクに、実エンジン回転数の増加に伴う漸減規制を施し、当該漸減規制が施されたトルクを、前記第1のエリアにおけるエンジン制御に供することを特徴とする動力取出機構装備車用エンジン制御装置のエンジン制御方法。 - 前記漸減規制は、実エンジン回転数の増加に反比例して、トルクを所定の減少率で低下せしめることを特徴とする請求項1に記載の動力取出機構装備車用エンジン制御装置のエンジン制御方法。
- レベル1においては、前記漸減規制が施されたトルクに対して、予め定められた演算処理によって、前記トルク発生のために必要とされる燃料噴射量が定められ、当該燃料噴射量に応じたインジェクタへの通電が実行されるよう制御処理がなされることを特徴とする請求項2記載の動力取出機構装備車用エンジン制御装置のエンジン制御方法。
- 電子制御ユニットにおいて実行される動作制御処理に基づいて動力取出機構装備車両の動力取出機構の動作時の制御を可能としてなる動力取出機構装備車用エンジン制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、実際に車両の動作制御に供される第1のエリアと、前記第1のエリアによる車両の動作制御における故障の有無の診断処理が実行される第2のエリアとが設けられると共に、前記第1のエリアにおいては、車両の動作制御の1つとして実エンジン回転数とトルクと目標エンジン回転数との相関関係を規定したオールスピードマップによるエンジン回転制御が行われるよう構成されてなる動力取出機構装備車用エンジン制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
前記第2のエリアにおいて、外部入力された車両の走行状態に基づいて演算算出された実エンジン回転数と、
検出されたアクセル開度及び前記オールスピードマップにより定められたトルクに対して予め定められた相関関係に基づいて決定される目標エンジン回転数に、所定の許容増分回転数を加算した加算結果との大小を比較し、前記実エンジン回転数が、前記加算結果より大である場合に、
前記オールスピードマップにより定められたトルクに、実エンジン回転数の増加に伴う漸減規制を施し、当該漸減規制が施されたトルクを、前記第1のエリアにおけるエンジン制御に供するよう構成されてなることを特徴とする動力取出機構装備車用エンジン制御装置。 - 前記漸減規制は、実エンジン回転数の増加に反比例して、トルクを所定の減少率で低下せしめることを特徴とする請求項4記載の動力取出機構装備車用エンジン制御装置。
- 前記電子制御ユニットは、レベル1において、前記漸減規制が施されたトルクに対して、予め定められた演算処理によって、前記トルク発生のために必要とされる燃料噴射量が定められ、当該燃料噴射量に応じたインジェクタへの通電を行う制御処理が実行可能に構成されてなることを特徴とする請求項5記載の動力取出機構装備車用エンジン制御装置。
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