JP5273547B2 - Engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの動力をトルクコンバータを有する自動変速機を介して車輪側に伝達する車両のエンジン制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a vehicle engine control device that transmits engine power to a wheel side via an automatic transmission having a torque converter.
近年、特許文献1(特開2008−215182号公報)や特許文献2(特開2008−215230号公報)に記載されているように、エンジン自動停止・始動システム(アイドルストップシステム)を搭載した車両では、再始動性を向上させるために、エンジン停止時(アイドルストップ時)にエンジン回転停止クランク角を始動に適したクランク角範囲に制御することを目的として、エンジン回転停止制御を行うようにしたものがある。上記特許文献1、2のエンジン回転停止制御では、エンジンのポンピングロスとフリクションロスを合計したロストルク用いてエンジン回転が目標停止クランク角で停止するまでの回転挙動を目標軌道として算出し、エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように発電機(オルタネータ)の負荷トルクを制御するようにしている。
In recent years, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-215182) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-215230), a vehicle equipped with an engine automatic stop / start system (idle stop system) Then, in order to improve restartability, engine rotation stop control is performed for the purpose of controlling the engine rotation stop crank angle to a crank angle range suitable for starting when the engine is stopped (idle stop). There is something. In the engine rotation stop control described in
近年、エンジンの動力を自動変速機を介して車輪側に伝達する自動変速機付きの車両が多くなっているが、自動変速機付きの車両では、自動変速機が動力伝達状態(シフトレバーがドライブレンジ等に操作された状態)でエンジン回転を停止させる際に、自動変速機のトルクコンバータでのロストルクや車輪側から自動変速機を介してエンジンに伝達されるトルク等の自動変速機の影響を受けてエンジンのロスエネルギが変化する。 In recent years, more and more vehicles are equipped with an automatic transmission that transmits engine power to the wheels via an automatic transmission. However, in vehicles with an automatic transmission, the automatic transmission is in a power transmission state (the shift lever is driven). When the engine rotation is stopped in a state where the engine is operated by a range, etc., the influence of the automatic transmission such as the loss torque in the torque converter of the automatic transmission and the torque transmitted from the wheel side to the engine via the automatic transmission is affected. In response, the loss energy of the engine changes.
しかし、上記特許文献1、2のエンジン回転停止制御では、自動変速機のトルクコンバータでのロストルクや車輪側から自動変速機を介してエンジンに伝達されるトルク等の自動変速機の影響を全く考慮してしないため、自動変速機付きの車両では、エンジン回転を停止させる際のロスエネルギ(ロストルク)を精度良く算出することができない。このため、ロスエネルギを用いた目標軌道の算出精度が低下して、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができない可能性がある。
However, in the engine rotation stop control described in
そこで、本発明が解決しようとする課題は、自動変速機付きの車両において、エンジン回転を停止させる際のロスエネルギを精度良く算出することができるエンジン制御装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an engine control device that can accurately calculate loss energy when stopping engine rotation in a vehicle with an automatic transmission.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、エンジンの動力をトルクコンバータを有する自動変速機を介して車輪側に伝達する車両に適用され、エンジン停止要求が発生したときに燃焼を停止させてエンジン回転を停止させるエンジン制御装置において、エンジン停止要求の発生に伴ってエンジン回転を停止させる際にエンジン回転速度及び/又はトルクコンバータのタービン回転速度に基づいて自動変速機の影響を考慮してエンジンのロスエネルギを算出するロスエネルギ算出手段を備え、(a) 前記タービン回転速度が0の場合は、前記エンジン回転速度に基づいて前記ロスエネルギを算出し、(b) 前記タービン回転速度が0よりも高く且つ前記エンジン回転速度がエンジンと動力伝達系によって決まる所定回転速度よりも高い場合は、前記タービン回転速度と前記エンジン回転速度の比率に基づいて前記ロスエネルギを算出し、(c) 前記タービン回転速度が0よりも高く且つ前記エンジン回転速度が前記所定回転速度以下の場合は、前記タービン回転速度に基づいて前記ロスエネルギを算出することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
エンジン回転を停止させる際に、エンジン回転速度(トルクコンバータの入力軸回転速度)やタービン回転速度(トルクコンバータの出力軸回転速度)によって、トルクコンバータでのロストルクや車輪側から自動変速機を介してエンジンに伝達されるトルク等が変化してエンジンのロスエネルギが変化するため、エンジン回転速度やタービン回転速度を用いれば、自動変速機の影響を考慮して、エンジン回転を停止させる際のロスエネルギを精度良く算出することができる。 When stopping the engine rotation, depending on the engine rotation speed (torque converter input shaft rotation speed) and turbine rotation speed (torque converter output shaft rotation speed), the torque converter loss torque and from the wheel side via the automatic transmission Since the torque energy transmitted to the engine changes and the engine loss energy changes, using the engine rotation speed or turbine rotation speed, the loss energy when stopping the engine rotation in consideration of the influence of the automatic transmission. Can be calculated with high accuracy.
本発明者の研究結果によると、自動変速機が動力伝達状態(シフトレバーがドライブレンジ等に操作された状態)でエンジン回転を停止させる際に、(1) タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度よりも高い領域のときには、タービン回転速度とエンジン回転速度の比率に応じてロスエネルギが変化し、(2) タービン回転速度が0のとき(車両が停止状態のとき)には、エンジン回転速度に応じてロスエネルギが変化し、(3) エンジン回転速度が所定回転速度以下の領域のときには、エンジン回転速度が所定回転速度以下になったときのタービン回転速度に応じた値でロスエネルギがほぼ一定になるという特性があることが判明した。 According to the research result of the present inventor, when the automatic transmission stops the engine rotation in the power transmission state (the shift lever is operated to the drive range or the like), (1) the turbine rotational speed is higher than 0 and When the engine rotational speed is higher than the predetermined rotational speed, the loss energy changes according to the ratio between the turbine rotational speed and the engine rotational speed. (2) When the turbine rotational speed is 0 (when the vehicle is stopped) The loss energy changes according to the engine rotation speed. (3) When the engine rotation speed is in the region below the predetermined rotation speed, the loss energy changes according to the turbine rotation speed when the engine rotation speed is below the predetermined rotation speed. It was found that there is a characteristic that the loss energy becomes almost constant with the value.
このような特性を考慮して、本発明のように、タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度よりも高いときにはタービン回転速度とエンジン回転速度の比率に基づいてロスエネルギを算出するようにすれば、タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度よりも高い領域のときに、タービン回転速度とエンジン回転速度の比率に応じて変化するロスエネルギを精度良く算出することができる。 Considering such characteristics, when the turbine rotational speed is higher than 0 and the engine rotational speed is higher than the predetermined rotational speed as in the present invention , the loss energy is calculated based on the ratio between the turbine rotational speed and the engine rotational speed. calculated for way to lever, when higher and the engine rotational speed than the turbine rotation speed is 0 is region higher than a predetermined rotational speed, accuracy loss energy which varies according to the ratio of the turbine rotational speed and the engine rotational speed It can be calculated well.
また、本発明のように、タービン回転速度が0のときにはエンジン回転速度に基づいてロスエネルギを算出するようにすれば、タービン回転速度が0のときに、エンジン回転速度に応じて変化するロスエネルギを精度良く算出することができる。 Also, as in the present invention, to lever as when the turbine rotational speed of 0 calculates the loss energy based on the engine rotational speed, when the turbine rotation speed is 0, the loss that varies depending on the engine rotational speed Energy can be calculated with high accuracy.
更に、本発明のように、タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度以下のときにはタービン回転速度に基づいてロスエネルギを算出するようにすれば、タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度以下の領域のときに、エンジン回転速度が所定回転速度以下になったときのタービン回転速度に応じた値でほぼ一定となるロスエネルギを精度良く算出することができる。 Furthermore, as in the present invention, to lever as high and the engine rotational speed than the turbine rotation speed is zero when more than a predetermined rotational speed to calculate the loss energy based on the turbine rotational speed, the turbine rotation speed is 0 when even higher and the engine rotational speed in the following areas a predetermined rotational speed, to accurately calculate the loss energy becomes substantially constant at a value corresponding to the turbine speed when the engine rotational speed is equal to or lower than a predetermined rotational speed Can do.
また、請求項2のように、自動変速機の作動油(オートマチック・トランスミッション・フルード)の温度に応じてロスエネルギを補正するようにしても良い。このようにすれば、自動変速機の作動油の温度に応じて作動油の粘度(流動性)が変化し、それに応じてトルクコンバータでのロストルクや車輪側から自動変速機を介してエンジンに伝達されるトルク等が変化してエンジンのロスエネルギが変化するのに対応して、エンジンのロスエネルギを適正に補正することができ、エンジンのロスエネルギの算出精度を更に向上させることができる。 Further, as in claim 2 , the loss energy may be corrected in accordance with the temperature of the hydraulic oil (automatic transmission fluid) of the automatic transmission. In this way, the viscosity (fluidity) of the hydraulic oil changes according to the temperature of the hydraulic oil in the automatic transmission, and in response to this, loss torque in the torque converter and transmission from the wheel side to the engine via the automatic transmission Corresponding to the change in engine loss energy due to a change in torque or the like, the engine loss energy can be appropriately corrected, and the calculation accuracy of the engine loss energy can be further improved.
以上説明した請求項1,2に係る発明により算出したエンジンのロスエネルギは、例えば、エンジン回転停止位置を目標停止位置に制御するエンジン回転停止制御に使用したり、或は、ロスエネルギを考慮してエンジン回転停止位置を推定して、推定したエンジン回転停止位置を始動当初の位置と判断して始動時の点火・燃料噴射制御を行うようにしても良い等、ロスエネルギの利用方法は適宜変更可能である。
The engine loss energy calculated by the inventions according to
本発明をエンジン回転停止制御に適用する場合は、例えば、請求項3のように、ロスエネルギ算出手段で算出したロスエネルギを用いてエンジン回転が目標停止クランク角で停止するまでの回転挙動(以下「目標軌道」という)を目標軌道算出手段により算出し、エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにエンジンの補機負荷を停止制御手段により制御するようにしても良い。このようにすれば、精度良く算出したロスエネルギを用いて目標軌道を精度良く算出することができ、この目標軌道に実エンジン回転挙動を合わせるようにエンジンの補機負荷(例えばオルタネータの負荷トルク)を制御するエンジン回転停止制御を行うことで、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができ、エンジン回転停止制御の精度を向上させることができる。
When the present invention is applied to engine rotation stop control, for example, as in claim 3 , the rotation behavior until the engine rotation is stopped at the target stop crank angle using the loss energy calculated by the loss energy calculation means (hereinafter referred to as the rotation energy). (Referred to as “target trajectory”) may be calculated by the target trajectory calculation means, and the engine auxiliary load may be controlled by the stop control means so that the actual engine rotation behavior matches the target trajectory when the engine rotation is stopped. . In this way, the target trajectory can be accurately calculated using the loss energy calculated with high accuracy, and the auxiliary load of the engine (for example, the load torque of the alternator) is adjusted to match the actual engine rotational behavior to the target trajectory. By performing the engine rotation stop control for controlling the engine rotation stop crank angle, the engine rotation stop crank angle can be accurately controlled within the target crank angle range, and the accuracy of the engine rotation stop control can be improved.
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment embodying a mode for carrying out the present invention will be described.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.
An
更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ19が設けられている。また、サージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられ、各気筒の吸気マニホールド20の吸気ポート近傍に、それぞれ吸気ポート12に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
Further, a
一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒24が設けられ、この触媒24の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ25(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられている。
On the other hand, the exhaust pipe 23 of the
エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ26が取り付けられている。クランク軸28の外周側には、クランク軸28が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ29が取り付けられ、このクランク角センサ29の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
A cooling
また、オルタネータ31には、クランク軸28の回転がベルト機構(図示せず)を介して伝達される。これにより、エンジン11の動力でオルタネータ31が回転駆動されて発電するようになっている。このオルタネータ31の発電制御電流(フィールド電流)をデューティ制御することで、オルタネータ31の負荷トルクを制御することができる。
The rotation of the
エンジン11の動力は、自動変速機32を介して車輪側に伝達される。自動変速機32は、トルクコンバータ33と変速機構34等により構成され、トルクコンバータ33のタービン回転速度(トルクコンバータ33の出力軸回転速度)がタービン回転速度センサ35によって検出される。変速機構34は、複数の変速段の中から変速段を段階的に切り替える有段変速機構であっても良いし、無段階に変速するCVT(無段変速機)であっても良い。
The power of the
上述した各種センサの出力は、制御回路(以下「ECU」と表記する)30に入力される。このECU30は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁21の燃料噴射量や点火プラグ22の点火時期を制御する。
Outputs of the various sensors described above are input to a control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 30. The
また、ECU30は、図示しないエンジン自動停止始動制御ルーチンを実行することで、図2に示すように、車両走行中に車両停止に至る可能性のある所定減速状態(例えば、アクセル全閉、ブレーキオン、所定車速以下の条件を全て満たす状態)になってエンジン停止要求が発生したときに、燃焼(点火及び/又は燃料噴射)を停止させてエンジン回転を停止させるアイドルストップを実行する。その後、運転者が車両を発進させようとする操作(例えば、ブレーキ操作の解除、アクセル踏み込み、シフトレバーのドライブレンジへの操作等)を行ってエンジン始動要求が発生したとき、或はバッテリ充電制御システムやエアコン等の車載機器の制御システムからエンジン始動要求が発生したときに、スタータ(図示せず)に通電してエンジン11をクランキングして再始動させる。
Further, the
更に、ECU30は、後述する図5乃至図8のエンジン回転停止制御用の各ルーチンを実行することで、図3に示すように、エンジン停止要求の発生に伴ってエンジン回転を停止させる際に、所定の制御タイミング毎(例えばTDC毎)に、エンジン11のロスエネルギの情報としてロストルクを算出して、このロストルクを用いてエンジン回転が目標停止クランク角で停止するまでの回転挙動(以下「目標軌道」という)を算出し、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ31の負荷トルクを制御するエンジン回転停止制御を実行する。
Further, the
ここで、目標軌道は、目標停止クランク角に至るまでのクランク角と目標エンジン回転速度との関係を所定クランク角間隔(例えばTDC間隔)で算出してテーブル(図示せず)に割り付けたものであり、所定の制御タイミング毎(例えばTDC毎)に算出されて更新される。この目標軌道は、例えば、エンジン11のロストルクを考慮したエネルギ保存則の関係式を用いて、目標停止クランク角を初期値としてクランク角を溯る方向に算出される。
Here, the target trajectory is calculated by assigning a relationship between the crank angle to the target stop crank angle and the target engine speed at a predetermined crank angle interval (for example, TDC interval) and assigning it to a table (not shown). Yes, it is calculated and updated every predetermined control timing (for example, every TDC). This target trajectory is calculated, for example, in the direction of increasing the crank angle using the target stop crank angle as an initial value, using a relational expression of an energy conservation law considering the loss torque of the
エネルギ保存則の関係式は次式で表される。
Ne(i+1)2 =Ne(i)2 −2/J×{Tloss( θ(i) ) −Tref(Ne(i))}
ここで、Ne(i+1)は、現時点(i) よりも所定クランク角前の時点(i+1) のエンジン回転速度、Ne(i)は現時点(i) のエンジン回転速度、Jはエンジン11の慣性モーメントである。また、Tloss( θ(i) )は、現時点(i) のクランク角θ(i) におけるエンジン11のロストルクであり、Tref(Ne(i))は、現時点(i) のエンジン回転速度Ne(i)におけるオルタネータ31の基準負荷トルクである。本実施例では、オルタネータ31の基準負荷トルクTref(Ne(i))は、オルタネータ31の制御可能な最大負荷の半分(1/2)に設定されている。
The relational expression of the energy conservation law is expressed by the following expression.
Ne (i + 1) 2 = Ne (i) 2 −2 / J × {Tloss (θ (i)) − Tref (Ne (i))}
Here, Ne (i + 1) is the engine speed at the time (i + 1) before the current crank angle (i), Ne (i) is the engine speed at the current time (i), and J is the engine speed. 11 moment of inertia. Tloss (θ (i)) is the loss torque of the
エンジン回転停止制御中は、目標軌道から求めた現時点(i) のクランク角θ(i) における目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差を小さくするようにベース負荷トルクを算出し、このベース負荷トルクに基準負荷トルクTref(Ne(i))を加算して要求負荷トルクTalt を求める(実際には、この要求負荷トルクTalt にプーリ比Ratioを乗算して要求軸トルクTalt.final に変換する)。 During engine rotation stop control, the base load torque is calculated so as to reduce the deviation between the target engine speed and the actual engine speed at the current crank angle θ (i) obtained from the target trajectory. The required load torque Talt is obtained by adding the reference load torque Tref (Ne (i)) to the load torque (actually, this required load torque Talt is multiplied by the pulley ratio Ratio to convert it to the required shaft torque Talt.final. ).
この後、オルタネータ31の負荷トルク特性を用いて、オルタネータ31の要求負荷トルクTalt (要求軸トルクTalt.final )と、エンジン回転速度Ne (又はエンジン回転速度Ne にプーリ比Ratioを乗算して求めたオルタネータ31の回転速度Nalt )に応じた発電指令値(デューティDuty )を算出する。この発電指令値(デューティDuty )に基づいてオルタネータ31の発電制御電流(フィールド電流)を制御してオルタネータ31の負荷トルクを制御する。
Thereafter, using the load torque characteristic of the
このようなオルタネータ31の負荷トルクの制御を、エンジン回転速度がオルタネータ31の発電限界回転速度Nelow以下に低下するまで所定クランク間隔で周期的に実行することで、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ31の負荷トルクをフィードバック制御するエンジン回転停止制御を行う。
Such control of the load torque of the
ところで、エンジン11の動力を自動変速機32を介して車輪側に伝達する車両では、自動変速機32が動力伝達状態(シフトレバーがドライブレンジ等に操作された状態)でエンジン回転を停止させる際に、自動変速機32のトルクコンバータ33でのロストルクや車輪側から自動変速機32を介してエンジン11に伝達されるトルク等の自動変速機32の影響を受けてエンジン11のロストルクが変化する。
By the way, in a vehicle that transmits the power of the
そこで、本実施例では、エンジン回転を停止させる際にエンジン回転速度(トルクコンバータ33の入力軸回転速度)やタービン回転速度(トルクコンバータ33の出力軸回転速度)に基づいて自動変速機32の影響を考慮してエンジン11のロストルクを算出する。
Therefore, in this embodiment, when the engine rotation is stopped, the influence of the
本発明者の研究結果によると、図4に示すように、自動変速機32が動力伝達状態でエンジン回転を停止させる際のエンジン11のロストルクには、次のような特性があることが判明した。以下、タービン回転速度とエンジン回転速度の比率を「トルコン回転速度比」という(トルコン回転速度比=タービン回転速度/エンジン回転速度)。
According to the research result of the present inventor, as shown in FIG. 4, it has been found that the loss torque of the
(1) タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度Nexよりも高い領域(0<トルコン回転速度比<所定値X)のときには、トルコン回転速度比に応じてロストルクが変化する。 (1) When the turbine rotational speed is higher than 0 and the engine rotational speed is higher than the predetermined rotational speed Nex (0 <torque rotational speed ratio <predetermined value X), the loss torque changes according to the torque converter rotational speed ratio. .
(2) タービン回転速度が0(トルコン回転速度比=0)のときには、エンジン回転速度に応じてロストルクが変化する。 (2) When the turbine rotational speed is 0 (torque rotational speed ratio = 0), the loss torque changes according to the engine rotational speed.
(3) エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下の領域(トルコン回転速度比≧所定値X)のときには、エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下になった時点のタービン回転速度に応じた値でロストルクがほぼ一定になる。 (3) When the engine speed is in a region where the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed Nex (torque converter rotational speed ratio ≧ predetermined value X), the loss torque is a value corresponding to the turbine rotational speed when the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed Nex. Becomes almost constant.
ここで、所定回転速度Nexはエンジン11や自動変速機32等の動力伝達系によって決まる値であり、所定値Xはエンジン回転速度が所定回転速度Nexになるトルコン回転速度比である。
Here, the predetermined rotational speed Nex is a value determined by a power transmission system such as the
このような特性を考慮して、本実施例では、自動変速機32が動力伝達状態でエンジン回転を停止させる際に、エンジン11のロストルクを次のようにして算出する。
In consideration of such characteristics, in this embodiment, when the
(1) タービン回転速度が0よりも高く且つエンジン回転速度が所定回転速度Nexよりも高い領域(0<トルコン回転速度比<所定値X)のときには、トルコン回転速度比に応じてロストルクをマップ又は数式等により算出することで、トルコン回転速度比に応じて変化するロストルクを精度良く算出する。 (1) When the turbine rotational speed is higher than 0 and the engine rotational speed is higher than the predetermined rotational speed Nex (0 <torque rotational speed ratio <predetermined value X), map the loss torque according to the torque converter rotational speed ratio or By calculating with a mathematical formula or the like, the loss torque that changes in accordance with the torque converter rotational speed ratio is accurately calculated.
(2) タービン回転速度が0(トルコン回転速度比=0)のときには、エンジン回転速度に応じてロストルクをマップ又は数式等により算出することで、エンジン回転速度に応じて変化するロストルクを精度良く算出する。 (2) When the turbine rotational speed is 0 (torque converter rotational speed ratio = 0), the loss torque that changes according to the engine rotational speed is accurately calculated by calculating the loss torque according to the engine rotational speed using a map or a mathematical expression. To do.
(3) エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下の領域(トルコン回転速度比≧所定値X)のときには、エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下になった時点のタービン回転速度に応じてロストルクをマップ又は数式等により算出することで、エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下になった時点のタービン回転速度に応じた値でほぼ一定となるロストルクを精度良く算出する。 (3) When the engine rotational speed is in a region where the rotational speed of the engine is equal to or less than the predetermined rotational speed Nex (the torque converter rotational speed ratio ≧ predetermined value X), the loss torque is mapped according to the turbine rotational speed when the engine rotational speed is equal to or smaller than the predetermined rotational speed Nex. Alternatively, the loss torque that is substantially constant at a value corresponding to the turbine rotation speed at the time when the engine rotation speed becomes equal to or lower than the predetermined rotation speed Nex is calculated with high accuracy by calculating with mathematical formulas or the like.
尚、自動変速機32が非動力伝達状態(シフトレバーがニュートラルレンジ等に操作された状態)でエンジン回転を停止させる際には、例えば、クランク角に応じたロストルクをマップ又は数式等により算出することで、エンジン11のポンピングロスとフリクションロスを合計したロストルクを算出する。
When stopping the engine rotation when the
以上説明したエンジン回転停止制御は、エンジンECU30によって図5乃至図8のエンジン回転停止制御用の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
The engine rotation stop control described above is executed by the
[エンジン回転停止制御メインルーチン]
図5に示すエンジン回転停止制御メインルーチンは、エンジンECU30の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、エンジン停止要求(アイドルストップ信号)が発生したか否かを判定し、エンジン停止要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
[Engine rotation stop control main routine]
The engine rotation stop control main routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined cycle while the
その後、上記ステップ101で、エンジン停止要求が発生したと判定された時点で、ステップ102に進み、現在のクランク角θがオルタネータ31の負荷トルクの制御タイミング(例えばTDC)であるか否かを判定し、オルタネータ31の負荷トルクの制御タイミングでなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
Thereafter, when it is determined in
その後、上記ステップ102で、現在のクランク角θがオルタネータ31の負荷トルクの制御タイミングであると判定されれば、ステップ103に進み、後述する図6のロストルク算出ルーチンを実行して、現在のクランク角θにおけるエンジン11のロストルクを算出する。
Thereafter, if it is determined in
この後、ステップ104に進み、後述する図7の目標軌道算出ルーチンを実行して、図6のロストルク算出ルーチンで算出したロストルクを用いて目標軌道を算出した後、ステップ105に進み、後述する図8のエンジン回転停止制御ルーチンを実行して、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ31の負荷トルクをフィードバック制御する。
Thereafter, the process proceeds to step 104, a target trajectory calculation routine shown in FIG. 7 described later is executed, and the target trajectory is calculated using the loss torque calculated in the loss torque calculation routine shown in FIG. 8 is executed, and the load torque of the
[ロストルク算出ルーチン]
図6に示すロストルク算出ルーチンは、前記図5のエンジン回転停止制御メインルーチンのステップ103で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうロストルク算出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、タービン回転速度とエンジン回転速度の比率であるトルコン回転速度比を算出する。
[Ross torque calculation routine]
The loss torque calculation routine shown in FIG. 6 is a subroutine executed in
トルコン回転速度比=タービン回転速度/エンジン回転速度
この後、ステップ202に進み、タービン回転速度が0よりも高いか否か(トルコン回転速度比が0よりも大きいか否か)を判定し、タービン回転速度が0よりも高いと判定されれば、ステップ203に進み、エンジン回転速度が所定回転速度Nexよりも高いか否かを判定する。
Torcon rotational speed ratio = turbine rotational speed / engine rotational speed Thereafter, the routine proceeds to step 202, where it is determined whether the turbine rotational speed is higher than 0 (whether the torque converter rotational speed ratio is larger than 0). If it is determined that the rotational speed is higher than 0, the routine proceeds to step 203, where it is determined whether or not the engine rotational speed is higher than a predetermined rotational speed Nex.
上記ステップ202でタービン回転速度が0よりも高いと判定され、且つ、上記ステップ203でエンジン回転速度が所定回転速度Nexよりも高いと判定された場合には、ステップ204に進み、図9に示す第1のベースロストルクのマップを参照して、トルコン回転速度比に応じたベースロストルクを算出する。この第1のベースロストルクのマップは、トルコン回転速度比が大きくなるほどベースロストルクが小さくなるように設定されている。第1のベースロストルクのマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU30のROMに記憶されている。
If it is determined in
一方、上記ステップ202で、タービン回転速度が0以下である(つまりタービン回転速度が0である)と判定された場合には、ステップ205に進み、図10に示す第2のベースロストルクのマップを参照して、エンジン回転速度に応じたベースロストルクを算出する。この第2のベースロストルクのマップは、エンジン回転速度が低くなるほどベースロストルクが小さくなるように設定されている。第2のベースロストルクのマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU30のROMに記憶されている。
On the other hand, if it is determined in
また、上記ステップ203で、エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下であると判定された場合には、ステップ206に進み、図11に示す第3のベースロストルクのマップを参照して、エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下になった時点のタービン回転速度に応じたベースロストルクを算出する。この第3のベースロストルクのマップは、エンジン回転速度が所定回転速度Nex以下になった時点のタービン回転速度が高くなるほどベースロストルクが小さくなるように設定されている。第3のベースロストルクのマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU30のROMに記憶されている。
If it is determined in
このようにしてベースロストルクを算出した後、ステップ207に進み、図12に示す補正係数のマップを参照して、自動変速機32の作動油(オートマチック・トランスミッション・フルード)の温度に応じた補正係数を算出する。この補正係数のマップは、自動変速機32の作動油の温度が低くなるほど補正係数が大きくなってロストルクが大きくなるように設定されている。補正係数のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU30のROMに記憶されている。
After calculating the base loss torque in this way, the process proceeds to step 207, and referring to the correction coefficient map shown in FIG. 12, correction according to the temperature of the hydraulic oil (automatic transmission fluid) of the
この後、ステップ208に進み、補正係数を用いてベースロストルクを補正して最終的なエンジン11のロストルクを求める。
ロストルク=ベースロストルク×補正係数
Thereafter, the process proceeds to step 208, where the base loss torque is corrected using the correction coefficient to determine the final loss torque of the
Loss torque = Base loss torque x Correction factor
[目標軌道算出ルーチン]
図7に示す目標軌道算出ルーチンは、前記図5のエンジン回転停止制御メインルーチンのステップ104で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう目標軌道算出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、ロストルクTloss( θ(i) ) とオルタネータ31の基準負荷トルクTref(Netg(i))を用いて、次式で表されるエネルギ保存則の関係式を用いて次の時点(i+1) の目標エンジン回転速度Netg(i+1)の二乗を算出する。
[Target trajectory calculation routine]
The target trajectory calculation routine shown in FIG. 7 is a subroutine executed in
Netg(i+1)2 =Netg(i)2 −2/J×{Tloss( θ(i) ) −Tref(Netg(i))}
ここで、ロストルクTloss( θ(i) ) は、前記図6のルーチンで算出したロストルクを用いる。また、初期値は、i=0、θ(0) =目標停止クランク角、Netg(0)=0rpm(停止時のエンジン回転速度)である。目標軌道は、目標停止クランク角θ(0) を初期値としてクランク角を溯る方向に算出する。
Netg (i + 1) 2 = Netg (i) 2 −2 / J × {Tloss (θ (i)) − Tref (Netg (i))}
Here, the loss torque Tloss (θ (i)) uses the loss torque calculated in the routine of FIG. The initial values are i = 0, θ (0) = target stop crank angle, and Netg (0) = 0 rpm (engine speed at stop). The target trajectory is calculated in the direction of turning the crank angle with the target stop crank angle θ (0) as an initial value.
この後、ステップ302で、目標エンジン回転速度Netg(i+1)の二乗の平方根を算出して目標エンジン回転速度Netg(i+1)を求め、これを目標軌道のテーブル(図示せず)に割り付ける。尚、ECU30の演算負荷を低減するため、目標エンジン回転速度Netg(i+1)の二乗をそのままテーブルに割り付けても良い。目標軌道のテーブルは、ECU30のメモリに記憶される。
Thereafter, in
この後、ステップ303に進み、目標エンジン回転速度Netg(i+1)の二乗がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Nemaxの二乗を越えたか否かを判定し、まだ最大エンジン回転速度Nemaxの二乗を越えていなければ、ステップ301に戻り、クランク角を溯る方向に目標エンジン回転速度Netg(i+1)の二乗を算出して目標軌道のテーブルに目標エンジン回転速度Netg(i+1)を割り付ける処理を繰り返す。そして、上記ステップ303で、目標エンジン回転速度Netg(i+1)の二乗がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Nemaxの二乗を越えたと判定された時点で、本ルーチンを終了する。
Thereafter, the process proceeds to step 303, where it is determined whether or not the square of the target engine rotational speed Netg (i + 1) exceeds the square of the maximum engine rotational speed Nemax that can execute the engine rotational stop control. If it does not exceed the square of Nemax, the routine returns to step 301, the square of the target engine rotational speed Netg (i + 1) is calculated in the direction of increasing the crank angle, and the target engine rotational speed Netg (i + 1) is entered in the target trajectory table. ) Is repeated. When it is determined in
[エンジン回転停止制御ルーチン]
図8に示すエンジン回転停止制御ルーチンは、前記図5のエンジン回転停止制御メインルーチンのステップ105で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう停止制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ401で、現在のエンジン回転速度Ne がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Nemaxよりも低いか否かを判定し、現在のエンジン回転速度Ne が最大エンジン回転速度Nemax以上であれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
[Engine rotation stop control routine]
The engine rotation stop control routine shown in FIG. 8 is a subroutine executed in
これに対して、上記ステップ401で、現在のエンジン回転速度Ne が最大エンジン回転速度Nemaxよりも低いと判定されれば、ステップ402に進み、目標軌道のテーブルを参照して、今回の制御タイミングに対応した目標エンジン回転速度Netg を求める。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ403に進み、現在のエンジン回転速度Ne と目標エンジン回転速度Netg とオルタネータ31の基準負荷トルクTref(Ne) を用いて、次式により要求負荷トルクTalt を算出する。
Thereafter, the routine proceeds to step 403, where the required load torque Talt is calculated by the following equation using the current engine speed Ne, the target engine speed Netg, and the reference load torque Tref (Ne) of the
ここで、Jはエンジン11の慣性モーメント、Kはフィードバックゲイン、Δθはクランク角変化量である。
この後、ステップ404に進み、要求負荷トルクTalt にプーリ比Ratioを乗算して、オルタネータ31の要求軸トルクTalt.final に変換する。
Here, J is the moment of inertia of the
Thereafter, the process proceeds to step 404, where the required load torque Talt is multiplied by the pulley ratio Ratio to convert it to the required shaft torque Talt.final of the
この後、ステップ405に進み、バッテリ電圧を検出した後、ステップ406に進み、バッテリ電圧毎に作成された複数の負荷トルク特性マップの中から、現在のバッテリ電圧に対応する負荷トルク特性マップを選択して、現在の要求負荷トルクTalt (要求軸トルクTalt.final )とエンジン回転速度Ne (又はオルタネータ31の回転速度Nalt )に応じた発電指令値(デューティDuty )を算出する。 Thereafter, the process proceeds to step 405, and after detecting the battery voltage, the process proceeds to step 406, and a load torque characteristic map corresponding to the current battery voltage is selected from a plurality of load torque characteristic maps created for each battery voltage. Then, a power generation command value (duty duty) corresponding to the current required load torque Talt (required shaft torque Talt.final) and the engine rotational speed Ne (or the rotational speed Nalt of the alternator 31) is calculated.
以上説明した本実施例では、自動変速機32が動力伝達状態(シフトレバーがドライブレンジ等に操作された状態)でエンジン回転を停止させる際に、エンジン回転速度やタービン回転速度によって、トルクコンバータ33でのロストルクや車輪側から自動変速機32を介してエンジン11に伝達されるトルク等が変化してエンジン11のロストルクが変化することに着目して、エンジン回転速度やタービン回転速度に基づいてエンジン11のロストルクを算出するようにしたので、自動変速機32の影響を考慮して、エンジン回転を停止させる際のロストルクを精度良く算出することができる。
In the present embodiment described above, when the
更に、このロストルクを用いて目標軌道を算出するようにしたので、目標軌道を精度良く算出することができ、この目標軌道に実エンジン回転挙動を合わせるようにオルタネータ31の負荷トルクを制御するエンジン回転停止制御を行うようにしたので、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができ、エンジン回転停止制御の精度を向上させることができる。
Further, since the target trajectory is calculated using this loss torque, the target trajectory can be calculated with high accuracy, and the engine rotation for controlling the load torque of the
尚、上記実施例では、エンジン回転を停止させる際に所定の制御タイミング毎(例えばTDC毎)に、そのときのエンジン回転速度やタービン回転速度に基づいてエンジン11のロストルクを算出して、制御タイミング毎に、そのときのロストルクを用いて目標軌道を算出して更新するようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン回転を停止させる際に最初の制御タイミング(例えばTDC)で、エンジン回転が停止するまでの各制御タイミング毎(例えばTDC毎)のタービン回転速度を予測して、最初の制御タイミングで、各制御タイミング毎のタービン回転速度の予測値に基づいて各制御タイミング毎のエンジン11のロストルクを予測して目標軌道を算出するようにしても良い。
In the above embodiment, when the engine rotation is stopped, the loss torque of the
また、上記実施例では、エンジン回転停止制御の際に、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ31の負荷トルクを制御するようにしたが、これに限定されず、オルタネータ以外の補機、例えば、エアコンのコンプレッサやハイブリッド車の発電機等の負荷を制御するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the load torque of the
また、上記実施例では、エンジン回転停止制御を実行するシステムに本発明を適用して、エンジン回転速度やタービン回転速度に基づいて算出したエンジン11のロスエネルギ(ロストルク)を用いて目標軌道を算出するようにしたが、本発明の適用範囲は、エンジン回転停止制御を実行するシステムに限定されず、例えば、エンジン回転速度やタービン回転速度に基づいて算出したエンジン11のロスエネルギを考慮してエンジン回転停止クランク角(回転停止位置)を推定して、推定したエンジン回転停止クランク角を始動当初のクランク角と判断して始動時の点火・燃料噴射制御を行うようにしても良い等、エンジン回転速度やタービン回転速度に基づいて算出したエンジン11のロスエネルギの利用方法を適宜変更しても良い。
In the above embodiment, the present invention is applied to a system for executing engine rotation stop control, and the target trajectory is calculated using the loss energy (loss torque) of the
その他、本発明は、車両の動力源としてエンジンのみを備えた一般的な車両に限定されず、車両の動力源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車に適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できることは言うまでもない。 In addition, the present invention is not limited to a general vehicle having only an engine as a power source of the vehicle, and may be applied to a hybrid vehicle having an engine and a motor as a power source of the vehicle. Needless to say, various modifications can be made within the range.
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、16…スロットルバルブ、21…燃料噴射弁、22…点火プラグ、23…排気管、29…クランク角センサ、30…ECU(ロスエネルギ算出手段,目標軌道算出手段,停止制御手段)、31…オルタネータ、32…自動変速機、33…トルクコンバータ、34…変速機構、35…タービン回転速度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記エンジン停止要求の発生に伴ってエンジン回転を停止させる際にエンジン回転速度及び/又は前記トルクコンバータのタービン回転速度に基づいて前記自動変速機の影響を考慮して前記エンジンのロスエネルギを算出するロスエネルギ算出手段を備え、
前記ロスエネルギ算出手段は、(a) 前記タービン回転速度が0の場合は、前記エンジン回転速度に基づいて前記ロスエネルギを算出し、(b) 前記タービン回転速度が0よりも高く且つ前記エンジン回転速度が前記エンジンと動力伝達系によって決まる所定回転速度よりも高い場合は、前記タービン回転速度と前記エンジン回転速度の比率に基づいて前記ロスエネルギを算出し、(c) 前記タービン回転速度が0よりも高く且つ前記エンジン回転速度が前記所定回転速度以下の場合は、前記タービン回転速度に基づいて前記ロスエネルギを算出することを特徴とするエンジン制御装置。 In an engine control device that is applied to a vehicle that transmits engine power to a wheel side via an automatic transmission having a torque converter, and stops engine rotation by stopping combustion when an engine stop request is generated,
When the engine rotation is stopped in response to the generation of the engine stop request, the engine loss energy is calculated in consideration of the influence of the automatic transmission based on the engine rotation speed and / or the turbine rotation speed of the torque converter. A loss energy calculating means,
The loss energy calculation means (a) calculates the loss energy based on the engine rotation speed when the turbine rotation speed is 0, and (b) the turbine rotation speed is higher than 0 and the engine rotation speed When the speed is higher than a predetermined rotational speed determined by the engine and the power transmission system, the loss energy is calculated based on a ratio between the turbine rotational speed and the engine rotational speed, and (c) the turbine rotational speed is greater than zero. And the loss energy is calculated based on the turbine rotational speed when the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed.
エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を前記目標軌道に合わせるように前記エンジンの補機負荷を制御する停止制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジン制御装置。 Target trajectory calculating means for calculating rotational behavior (hereinafter referred to as “target trajectory”) until engine rotation stops at a target stop crank angle using the loss energy calculated by the loss energy calculating means;
The engine according to claim 1, further comprising: a stop control unit that controls an auxiliary machine load of the engine so that an actual engine rotation behavior is matched with the target trajectory when the engine rotation is stopped. Control device.
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