JP5359839B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、車両に搭載される内燃機関の電子制御スロットルを制御するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly to an internal combustion engine control device suitable for controlling an electronically controlled throttle of an internal combustion engine mounted on a vehicle.
従来、例えば特許文献1に開示されるように、内燃機関の吸気通路に配置される電子制御スロットルが知られている。また、本公報には、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)をドライバ要求として、これに応じて電子制御スロットルの動作(スロットル開度)を制御することが開示されている。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, an electronically controlled throttle disposed in an intake passage of an internal combustion engine is known. Further, this publication discloses that the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) is set as a driver request, and the operation of the electronically controlled throttle (throttle opening) is controlled according to this.
ところで、電子制御スロットルの動作を制御するにあたっては、上述のドライバ要求だけでなく、ドライバ操作以外の車両状態に基づく制御要求も入力されることが知られている。この制御要求はドライバビリティ向上等を目的とするものである。しかしながら、ドライバビリティ向上等のために制御要求を増大させれば、スロットルの積算作動量も増大することとなる。スロットルの積算作動量の増大は、スロットルの耐久性に影響する。スロットルの耐久性は、車両が保証しなければならない総走行距離を満足するように決定されるが、単にスロットルの耐久性を積算作動量の最悪値を基準に決定すればコストアップの原因となる。また、スロットルの耐久性は、ドライバ特性や走行環境によってスロットルの作動量が異なることから設計段階での最適な決定は容易ではない。 By the way, in controlling the operation of the electronic control throttle, it is known that not only the above-described driver request but also a control request based on the vehicle state other than the driver operation is input. This control request is intended to improve drivability. However, if the control request is increased in order to improve drivability and the like, the integrated operation amount of the throttle also increases. An increase in the integrated operation amount of the throttle affects the durability of the throttle. The durability of the throttle is determined so as to satisfy the total mileage that the vehicle must guarantee. However, if the durability of the throttle is simply determined based on the worst value of the integrated operation amount, the cost increases. . Further, the optimum durability at the design stage is not easy because the throttle operation amount varies depending on the driver characteristics and the driving environment.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、スロットルの積算作動量が車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超えないようにスロットルの動作を制御できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and controls an internal combustion engine capable of controlling the operation of the throttle so that the integrated operation amount of the throttle does not exceed the endurance limit operation amount according to the vehicle travel distance. 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、内燃機関の制御装置であって、
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超えるか否かを判定する耐久限界判定手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A driver request output means for outputting a driver request torque according to a driver operation;
Control request output means for outputting a control request torque according to a vehicle state other than the driver operation;
Target throttle opening calculating means for calculating a target throttle opening based on the driver required torque and the control required torque;
A throttle that operates to achieve the target throttle opening;
A throttle total operation amount calculating means for calculating the total operation amount of the throttle by integrating the operation amount of the throttle;
Endurance limit operation amount acquisition means for acquiring the endurance limit operation amount of the throttle for the current vehicle travel distance;
Endurance limit determination means for determining whether the total throttle operation amount exceeds the endurance limit operation amount;
Control request suppression means for suppressing control request torque output by the control request output means when the throttle total operation amount exceeds the endurance limit operation amount.
また、第2の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記制御要求トルクが出力されているか否かを判定する制御要求判定手段と、
前記制御要求トルクが出力されている場合に、前記スロットルの作動量を積算して制御要求期間スロットル積算作動量を算出する制御要求積算作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、を備えることを特徴とする。
A second invention is an internal combustion engine control apparatus for achieving the above object,
A driver request output means for outputting a driver request torque according to a driver operation;
Control request output means for outputting a control request torque according to a vehicle state other than the driver operation;
Target throttle opening calculating means for calculating a target throttle opening based on the driver required torque and the control required torque;
A throttle that operates to achieve the target throttle opening;
Control request determination means for determining whether or not the control request torque is output;
A control request integrated operation amount calculating means for calculating the control request period throttle integrated operation amount by integrating the operation amount of the throttle when the control request torque is output;
Endurance limit operation amount acquisition means for acquiring the endurance limit operation amount of the throttle for the current vehicle travel distance;
Stipulated ratio determining means for determining whether a ratio of the throttle required operating amount for the control request period to the endurance limit operating amount exceeds a specified value;
Control request suppression means for suppressing the control request torque output by the control request output means when the ratio exceeds the specified value.
また、第3の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
前記ドライバ要求トルクからドライバ要求目標吸入空気量を推定する手段と、
前記ドライバ要求目標吸入空気量からドライバ要求目標スロットル開度を推定する手段と、
前記ドライバ要求目標スロットル開度から前記スロットルの作動量を推定し、積算してドライバ要求スロットル積算作動量を推定する手段と、
前記スロットル総作動量から前記ドライバ要求スロットル積算作動量を差し引いて制御要求期間スロットル積算作動量を算出する手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、を備えることを特徴とする。
A third aspect of the invention is a control device for an internal combustion engine in order to achieve the above object,
A driver request output means for outputting a driver request torque according to a driver operation;
Control request output means for outputting a control request torque according to a vehicle state other than the driver operation;
Target throttle opening calculating means for calculating a target throttle opening based on the driver required torque and the control required torque;
A throttle that operates to achieve the target throttle opening;
A throttle total operation amount calculating means for calculating the total operation amount of the throttle by integrating the operation amount of the throttle;
Means for estimating a driver request target intake air amount from the driver request torque;
Means for estimating a driver request target throttle opening from the driver request target intake air amount;
Means for estimating the driver operation amount of the throttle from the driver request target throttle opening, and integrating to estimate the driver operation request throttle integrated operation amount;
Means for subtracting the driver requested throttle integrated operation amount from the throttle total operation amount to calculate a control request period throttle integrated operation amount;
Endurance limit operation amount acquisition means for acquiring the endurance limit operation amount of the throttle for the current vehicle travel distance;
Stipulated ratio determining means for determining whether a ratio of the throttle required operating amount for the control request period to the endurance limit operating amount exceeds a specified value;
Control request suppression means for suppressing the control request torque output by the control request output means when the ratio exceeds the specified value.
第1の発明によれば、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超える場合に、制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制することができる。そのため、本発明によれば、スロットルの耐久性が、スロットルの積算作動量の最悪値よりも低い基準で決定されている場合であっても、スロットルの耐久性を確保しドライバ操作に応じた運転を継続することができる。また、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に余裕がある範囲においては、車両状態に応じたドライバビリティ向上等のための運転を積極的に実施することができる。 According to the first invention, it is possible to suppress the control request torque output by the control request output means when the throttle total operation amount exceeds the endurance limit operation amount corresponding to the current vehicle travel distance. Therefore, according to the present invention, even when the durability of the throttle is determined based on a standard lower than the worst value of the integrated operation amount of the throttle, the durability of the throttle is ensured and the operation according to the driver operation is performed. Can continue. In addition, in a range where there is a margin in the endurance limit operation amount according to the current vehicle travel distance, driving for improving drivability according to the vehicle state can be actively performed.
第2の発明によれば、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超える場合に、制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制することができる。そのため、本発明によれば、スロットルの耐久性が、スロットルの積算作動量の最悪値よりも低い基準で決定されている場合であっても、ドライバ操作において必要となるスロットルの耐久性を予め確保することができる。加えて、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値に満たない余裕のある範囲においては、車両状態に応じたドライバビリティ向上等のための運転を積極的に実施することができる。 According to the second aspect of the invention, the control request torque output by the control request output means when the ratio of the throttle required operation amount to the endurance limit operation amount according to the current vehicle travel distance exceeds a specified value is obtained. Can be suppressed. Therefore, according to the present invention, even if the durability of the throttle is determined based on a standard lower than the worst value of the integrated operation amount of the throttle, the durability of the throttle required for driver operation is secured in advance. can do. In addition, in a range where the ratio of the throttle integrated operation amount to the endurance limit operation amount according to the current vehicle travel distance is less than the specified value, the drivability improvement etc. according to the vehicle condition Driving can be carried out actively.
第3の発明によれば、ドライバ要求トルクに基づくドライバ要求スロットル積算作動量を推定し、これをスロットル総作動量から差し引くことで、制御要求期間スロットル積算作動量を算出することができる。このように算出された制御要求期間スロットル積算作動量には、ドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量が重畳しない。このため、制御要求トルクに基づくスロットル積算作動量を精度高く算出することができる。そのため、本発明によれば、精度の高いスロットル制御を実現することができ、上記第2の発明と同種の効果をより好適に得ることができる。 According to the third aspect, it is possible to calculate the throttle required operation amount during the control request period by estimating the driver required throttle integrated operation amount based on the driver request torque and subtracting this from the throttle total operation amount. The throttle operation amount based on the driver request torque is not superimposed on the control request period throttle integrated operation amount calculated in this way. For this reason, the throttle integrated operation amount based on the control request torque can be calculated with high accuracy. Therefore, according to the present invention, highly accurate throttle control can be realized, and the same type of effect as in the second aspect of the present invention can be obtained more suitably.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態1に係る内燃機関は、気筒に接続する吸気通路に配置された電子制御式のスロットル10を備えている。スロットル10の近傍には、スロットル10の開度を検出するスロットル開度センサ12が配置されている。なお、以下では内燃機関を単にエンジンとも記す。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. The internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention includes an electronically controlled
本実施形態に係る制御装置は、ECU(Electronic Control Unit)20を備えている。ECU20は複数の計算要素22、24、26、28、30を備えている。ECU20の入力側には、前述のスロットル開度センサ12の他、運転者に操作されるアクセルの踏み込み量に応じた値を検出するアクセル開度センサ14が備えられている。ECU20の出力側には、前述のスロットル10が接続されている。
The control device according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 20. The ECU 20 includes a plurality of
制御装置に入力される情報には、内燃機関のトルクに関する要求が含まれている。このトルク要求には、ドライバ操作によるアクセルの踏み込み量など運転者側から要求されるドライバ要求トルクの他、ドライバビリティ向上等に関し、VSC(Vehicle Stability Control System)やTRC(Traction Control System)等の車両側から要求される制御要求トルクも含まれる。 The information input to the control device includes a request regarding the torque of the internal combustion engine. In this torque request, in addition to the driver required torque required by the driver such as the amount of accelerator depression by the driver operation, vehicle stability control system (VSC), TRC (Traction Control System), etc. The control request torque required from the side is also included.
図1に示す各計算要素22、24、26、28、30の機能と、計算要素間の信号処理の流れについて説明する。図1に示すアクセル開度センサ14は、アクセルの踏み込み量に応じた値を検出する。ECU20はその値に基づいてドライバ要求トルクを算出する。算出されたドライバ要求トルクは目標トルク計算部24に出力される。
The function of each
また、ECU20の制御要求トルク算出部22は、VSCやTRC等の車両制御に必要な車両側からの要求に基づいて制御要求トルクを算出する。算出された制御要求トルクは目標トルク計算部24に出力される。
Moreover, the control request
目標トルク計算部24は、ドライバ要求トルクと制御要求トルクとを合算する。合算されたトルクはエンジンの目標トルクとして目標吸入空気量計算部26に出力される。
The target
目標吸入空気量計算部26は、目標トルクの実現に必要な目標吸入空気量を、ECU20に予め記憶された空気量マップを用いて計算する。空気量マップは目標トルクを目標吸入空気量に変換するためのマップである。空気量マップには、点火時期、エンジン回転数、A/F、バルブタイミング等、トルクと吸入空気量との関係に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値(現在値)が入力される。目標吸入空気量計算部26は、目標トルクから変換された吸入空気量をエンジンの目標吸入空気量(以下、目標空気量という。)とし、それを目標スロットル開度設定部28に出力する。
The target intake air
目標スロットル開度設定部28は、吸気系モデルの逆モデル(TA逆モデル、エア逆モデル)を用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。すなわち、目標空気量を実現可能なスロットル開度を計算する。この逆モデルの詳細については、特開2009−174328号公報に記載されているため、本願明細書では説明を省略する。目標スロットル開度設定部28は、目標空気量から変換されたスロットル開度をスロットルの目標開度として設定し、それをスロットルドライバ30にセットする。
The target throttle
スロットルドライバ30は、この目標開度を実現するようにスロットル10の動作を制御する。スロットル10によって実際に実現されているスロットル開度は、スロットル開度センサ12により検出される。なお、スロットル10の耐久性は、少なくともドライバ要求トルクのみによる運転によっては保証すべき総走行距離を満足するように設計されている。
The
[実施の形態1における特徴的制御]
図2は、上述したシステム構成において、ドライバ操作及び車両制御に基づいて動作したスロットル10の積算作動量の内訳を示す図である。図2に示すようにスロットル10の積算作動量は、ドライバ操作(ドライバ要求トルク)に基づく積算作動量と、車両制御(制御要求トルク)に基づく積算作動量からなる。また、図2に示す実線32は、ある車両走行距離に応じて予め設定されたスロットル10の耐久限界作動量を示している。スロットル10の積算作動量が実線32を超えない部分は、未だ使い切れていない余裕量である。
[Characteristic Control in Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram showing a breakdown of the integrated operation amount of the
図1に示す構成において、ドライバビリティ向上等を図るため車両側の車両制御を増大させる場合、スロットル10の作動量も大幅に増加することとなる。この場合、ドライバ操作及び車両制御によるスロットル積算作動量が、耐久限界動作量を超えてしまうケースが考えられる(図2)。しかしながら、車両走行距離毎に定められた耐久限界作動量を超える状況を放置することは、スロットルの耐久性を確保し、保証する総走行距離を満足するために好ましくない。また、通常のドライバ操作に基づくスロットル動作は維持されることが望まれる。
In the configuration shown in FIG. 1, when the vehicle control on the vehicle side is increased in order to improve drivability and the like, the operation amount of the
そこで、本実施形態のシステムでは、スロットルの積算作動量と車両走行距離毎に定められた耐久限界動作量との関係に基づいて上述の車両制御を抑制することとした。 Therefore, in the system of the present embodiment, the above-described vehicle control is suppressed based on the relationship between the integrated operation amount of the throttle and the durability limit operation amount determined for each vehicle travel distance.
(制御ルーチン)
図3は、上述の制御を実現するために、ECU20が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図3に示す本ルーチンは、車両のメインスイッチがONとされることにより開始される。制御抑制フラグの初期値はOFFに設定される。
(Control routine)
FIG. 3 is a flowchart of a control routine executed by the ECU 20 in order to realize the above-described control. This routine shown in FIG. 3 is started when the main switch of the vehicle is turned on. The initial value of the control suppression flag is set to OFF.
本ルーチンでは、まず、ステップ100において、スロットル10が作動中であるか否かが判定される。スロットル10が作動中であることは、スロットルドライバ30に目標開度がセットされていることや、スロットル開度センサ12により検出されるスロットル開度が機関停止状態における開度以上であることにより確認される。
In this routine, first, in
スロットル10が作動中であると判定された場合には、次に、ステップ110において、制御要求があるか否かが判定される。具体的には、制御要求トルク算出部22が制御要求トルクを出力する場合には制御要求ありと判定される。
If it is determined that the
制御要求ありと判定された場合には、ステップ120において、制御要求あり時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ100において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求期間スロットル積算作動量として記憶する。
If it is determined that there is a control request, in
一方、ステップ110において、制御要求なしと判定された場合には、ステップ130において、制御要求なし時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ100において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求なし期間スロットル積算作動量として記憶する。
On the other hand, if it is determined in
ステップ120又はステップ130における処理の後、現在までのスロットル10の総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えてないか否かが判定される(ステップ140)。具体的には、まず、ECU20は、上述のステップ120において積算された制御要求期間スロットル積算作動量と、上述のステップ130において積算された制御要求なし期間スロットル積算作動量とを合計し、スロットル総作動量を算出する。
After the process in
次に、ECU20は、スロットル耐久マップから現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を取得する。ECU20は、車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を定めたスロットル耐久マップを記憶している。スロットル耐久限界作動量は、現在の車両走行距離までに動作することを許容するスロットル10の積算作動量(積算角度)を定めたものである。スロットル耐久マップには、車両走行距離の増大に伴いスロットル耐久限界作動量が高くなるよう設定されている。ここで、用いられているスロットル10の耐久性は、その構造設計、材質等に基づいて予め機械的に算出することができる。スロットル耐久限界作動量の最大値は算出された耐久性に基づいて設定される。
Next, the ECU 20 acquires a throttle endurance limit operating amount corresponding to the current vehicle travel distance from the throttle endurance map. The ECU 20 stores a throttle endurance map that defines the throttle endurance limit operation amount according to the vehicle travel distance. The throttle endurance limit operation amount defines an integrated operation amount (integrated angle) of the
そして、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を超えているか否かを判定する(以下、判定1という。)。 Then, it is determined whether or not the total throttle operation amount exceeds the throttle endurance limit operation amount corresponding to the current vehicle travel distance (hereinafter referred to as determination 1).
更に、ステップ140では、現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超えているか否かを判定する(以下、判定2という。)。上述したように、スロットル10の耐久性は、ドライバ要求トルクのみに基づく積算作動量では、現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を超えないように設計されている。規定値αは、例えば、このドライバ要求トルクのみに基づく積算作動量(設計時において走行距離毎に推定される値)を車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量から差し引いた余裕量に基づいて定められる。
Further, in
上記判定1が成立、即ちスロットル総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えていると判定される場合、または、上記判定2が成立、即ち上記割合が規定値αを超えていると判定される場合には、ECU20は、スロットルが車両走行距離に対して使われすぎであると判断し、制御抑制フラグをONにする(ステップ150)。その後、ステップ100から制御ルーチンが継続される。
When determination 1 is satisfied, that is, when it is determined that the total throttle operation amount exceeds the throttle endurance limit operation amount, or when determination 2 is satisfied, that is, it is determined that the ratio exceeds the specified value α. In this case, the ECU 20 determines that the throttle is excessively used for the vehicle travel distance, and turns on the control suppression flag (step 150). Thereafter, the control routine is continued from
他のルーチンにおいて、制御要求トルク算出部22は、制御抑制フラグがONであるか否かを判定し、制御抑制フラグがONである場合には、制御要求トルク算出部22から出力される制御要求トルクを抑制する。例えば、制御要求トルクを0又は制御抑制フラグOFF時よりも低減する。そのため、次回のステップ110においては、制御要求トルク算出部22は制御要求トルクを出力していない状態、又は、低減された制御要求トルクを出力している状態となる。
In another routine, the control request
なお、上述したステップ100において、スロットル10が作動中でないと判定された場合には、ECU20は、上述したステップ140の処理を実行する。また、ステップ140において判定1及び判定2が成立しない場合には、ECU20は、制御抑制フラグをOFFにする(ステップ150)。その後、ステップ100から制御ルーチンが継続される。
If it is determined in
以上説明したように、図3に示すルーチンによれば、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超える場合には、制御要求トルク算出部22から出力される制御要求トルクを抑制することができる。また、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超える場合には、制御要求トルク算出部22から出力される制御要求トルクを抑制することができる。このため、本実施例のシステムによれば、制御要求トルクを制御して、ドライバ操作に必要なスロットルの耐久性確保を図り、ドライバ操作に基づく運転を継続することができる。また、耐久限界作動量に対してスロットル作動量に余裕がある状況下においては、ドライバビリティ向上等のための制御要求に基づく運転を積極的に実施することができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 3, when the total throttle operation amount exceeds the endurance limit operation amount corresponding to the current vehicle travel distance, the control request output from the control request
ところで、上述した実施の形態1のシステムにおいては、ステップ140の処理において、判定1及び判定2の2つの判定処理を備え、それぞれの成立性を確認することとしているが、ステップ140の処理はこれに限定されるものではない。例えば、判定1又は判定2の一方の判定処理のみを備えることとしても良い。
By the way, in the system of the first embodiment described above, in the process of
また、上述した実施の形態1のシステムにおいては、スロットル総作動量を、ステップ140において、ステップ120とステップ130とにおいて算出される各積算作動量を合計して求めることとしているが、スロットル総作動量の算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、ステップ130の処理を削除し、ステップ140におけるスロットル総作動量の合計処理に替えて、ステップ100において次の処理を行うこととしてもよい。即ち、まず、ステップ100において逐次取得されるスロットル開度から、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。そして、算出されたスロットル作動量を積算してスロットル総作動量と算出することとしてもよい。
Further, in the system of the first embodiment described above, the total throttle operation amount is obtained in
尚、上述した実施の形態1においては、スロットル10が前記第1又は第2の発明における「スロットル」に、アクセル開度センサ14が前記第1又は第2の発明における「ドライバ要求出力手段」に、制御要求トルク算出部22が前記第1又は第2の発明における「制御要求出力手段」に、目標トルク計算部24と目標吸入空気量計算部26と目標スロットル開度設定部28とスロットルドライバ30とが前記第1又は第2の発明における「目標スロットル開度算出手段」に、それぞれ相当している。
In the first embodiment described above, the
また、ここでは、ECU20が、上記ステップ110〜ステップ140の処理を実行することにより前記第1の発明における「スロットル総作動量算出手段」が、上記ステップ110の処理を実行することにより前記第2の発明における「制御要求判定手段」が、上記ステップ120の処理を実行することにより前記第2の発明における「制御要求積算作動量算出手段」が、上記ステップ140の処理を実行することにより前記第1又は第2の発明における「耐久限界作動量取得手段」が、上記ステップ140の処理を実行することにより前記第1の発明における「耐久限界判定手段」が、上記ステップ140の処理を実行することにより前記第2の発明における「規定割合判定手段」が、上記ステップ150の処理を実行することにより前記第1又は第2の発明における「制御要求抑制手段」が、それぞれ実現されている。
Further, here, the ECU 20 executes the processing of the
実施の形態2.
[実施の形態2のシステム構成]
次に、図4〜図6を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは後述する図5に示す構成において、ECU20に後述する図6のルーチンを実施させることで実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
[System Configuration of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 20 to execute a routine shown in FIG. 6 described later in the configuration shown in FIG. 5 described later.
[実施の形態2における特徴的制御]
図4は、上述の制御要求期間スロットル積算作動量の算出について説明するための図である。図4(A)は、上述した実施の形態1における制御要求期間スロットル積算作動量の算出についての具体例を説明するための図である。図4(A)において、破線部分は、図3のステップ110において制御要求ありと判定された領域(期間)を示している。上述した実施の形態1においては、図3のステップ140の判定2で用いられる「制御要求期間スロットル積算作動量」として、ステップ110で制御要求ありと判定された場合にステップ120で算出される制御要求あり時のスロットル積算作動量を用いることとしている。図4(A)に示す具体例では、制御要求有り領域のスロットル積算作動量1300[deg]が「制御要求期間スロットル積算作動量」となる。
[Characteristic Control in Embodiment 2]
FIG. 4 is a diagram for explaining the calculation of the throttle operation amount during the above-described control request period. FIG. 4A is a diagram for describing a specific example of the calculation of the control request period throttle integrated operation amount in the first embodiment described above. In FIG. 4A, a broken line portion indicates an area (period) determined to have a control request in
しかしながら、制御要求トルクとドライバ要求トルクとが同時に出力されている場合には、ステップ120において算出される制御要求あり時のスロットル積算作動量には、ドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量も含まれることとなる。図4(A)に示す1300[deg]にはドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量も重畳されている。
However, when the control request torque and the driver request torque are output at the same time, the throttle integrated operation amount when there is a control request calculated in
ところで、図3のステップ140の判定2で用いられる「制御要求期間スロットル積算作動量」をより精度高く推定できれば、より精度高く判定がなされ、スロットルの制御に好適である。そこで、本実施形態においては、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量を精度高く推定し、スロットル総作動量からこれを差し引くことにより、ドライバ要求が重畳しない「制御要求期間スロットル積算作動量」を算出することとした。図4に示す具体例では、スロットル総作動量2500[deg]から、図4(B)に示す推定されたドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量2000[deg]を差し引くことで、ドライバ要求が重畳しない「制御要求期間スロットル積算作動量」500[deg]が算出される。
By the way, if the “control request period throttle integrated operation amount” used in the determination 2 of
次に、図5〜図6を用いて、上述したドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量を推定するための構成及び処理について説明する。図5は、本発明の実施の形態2に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図5は、破線で囲む計算要素34、36が加えられている点を除き、図1と同様であるため共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, the configuration and processing for estimating the throttle integrated operation amount based only on the driver request torque described above will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is the same as FIG. 1 except that
図5の破線で囲む構成は、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットルの目標開度を推定するための構成である。アクセル開度センサ14は、アクセルの踏み込み量に応じた値を検出する。ECU20はその値に基づいてドライバ要求トルクを算出する。算出されたドライバ要求トルクは目標トルク計算部24と目標吸入空気量計算部34に出力される。目標吸入空気量計算部34では、ドライバ要求トルクの実現に必要な目標吸入空気量を、ECU20に予め記憶された空気量マップを用いて計算する。空気量マップは図1において説明したものと同様である。目標吸入空気量計算部34は、ドライバ要求トルクから変換された吸入空気量をエンジンの目標吸入空気量(以下、ドライバ要求目標空気量という。)とし、それを目標スロットル開度推定部36に出力する。
The configuration surrounded by the broken line in FIG. 5 is a configuration for estimating the target opening of the throttle based only on the driver request torque. The
目標スロットル開度推定部36は、吸気系モデルの逆モデル(TA逆モデル、エア逆モデル)を用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。すなわち、ドライバ要求目標空気量を実現可能なスロットル開度を計算する。この逆モデルの詳細については、特開2009−174328号公報に記載されているため、本願明細書では説明を省略する。目標スロットル開度推定部36は、ドライバ要求目標空気量から変換されたスロットル開度をスロットルのドライバ要求目標開度と推定する。
The target throttle
図6は、図5に示した構成においてECU20が実行する制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップ120〜140の処理がステップ220〜250の処理に置き換えられている点を除き、図3に示すルーチンと同様である。以下、図6において、図3に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
FIG. 6 is a flowchart of a control routine executed by ECU 20 in the configuration shown in FIG. This routine is the same as the routine shown in FIG. 3 except that the processing of
図6に示すルーチンでは、上述したステップ110において制御要求ありと判定された場合には、次に、ステップ220において、制御要求あり時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ100において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求あり期間スロットル積算作動量として記憶する。
In the routine shown in FIG. 6, if it is determined in
一方、ステップ110において、制御要求なしと判定された場合には、ステップ230において、制御要求なし時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ100において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求なし期間スロットル積算作動量として記憶する。
On the other hand, if it is determined in
ステップ220又はステップ230における処理の後、ステップ240において、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量を算出する。具体的には、まず、図5で説明した様に、ドライバ要求トルクのみから目標吸入空気量計算部34、目標スロットル開度推定部36を経てドライバ要求目標開度を推定する。次に、今回推定されたドライバ要求目標開度と前回推定されたドライバ要求目標開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算してドライバ要求スロットル積算作動量として記憶する。ステップ240においては、制御要求トルクの有無に関わらず(ステップ110)、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットル作動量は積算されることとなる。
After the process in
続いて、現在までのスロットル10の総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えてないか否かが判定される(ステップ250)。具体的には、まず、ECU20は、上述のステップ220において積算された制御要求あり期間スロットル積算作動量と、上述のステップ230において積算された制御要求なし期間スロットル積算作動量とを合計し、スロットル総作動量を算出する。
Subsequently, it is determined whether or not the total operation amount of the
次に、ECU20は、スロットル耐久マップから現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を取得する。スロットル耐久マップは、図3のステップ140において説明したものと同様である。そして、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を超えているか否かを判定する(以下、判定1という。)。
Next, the ECU 20 acquires a throttle endurance limit operating amount corresponding to the current vehicle travel distance from the throttle endurance map. The throttle durability map is the same as that described in
更に、ステップ250では、現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超えているか否かを判定する(以下、判定2という。)。規定値αはステップ140において説明したものと同様である。ここで、実施の形態2における「制御要求期間スロットル積算作動量」は、スロットル総作動量から上記ステップ240において推定された「ドライバ要求スロットル積算作動量」を差し引いて算出される。
Further, in
上記判定1が成立、即ちスロットル総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えていると判定される場合、または、上記判定2が成立、即ち上記割合が規定値αを超えていると判定される場合には、ECU20は、スロットルが車両走行距離に対して使われすぎであると判断し、制御抑制フラグをONにする(ステップ150)。制御抑制フラグのON/OFFによる制御要求トルク算出部22の制御は実施の形態1と同様である。また、ステップ250において判定1及び判定2が成立しない場合には、ECU20は、制御抑制フラグをOFFにする(ステップ150)。
When determination 1 is satisfied, that is, when it is determined that the total throttle operation amount exceeds the throttle endurance limit operation amount, or when determination 2 is satisfied, that is, it is determined that the ratio exceeds the specified value α. In this case, the ECU 20 determines that the throttle is excessively used for the vehicle travel distance, and turns on the control suppression flag (step 150). Control of the control request
以上説明したように、図6に示すルーチンによれば、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超える場合には、制御要求トルク算出部22から出力される制御要求トルクを抑制することができる。また、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超える場合には、制御要求トルク算出部22から出力される制御要求トルクを抑制することができる。このため、本実施例のシステムによれば、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 6, when the total throttle operation amount exceeds the endurance limit operation amount corresponding to the current vehicle travel distance, the control request output from the control request
加えて、図6に示すルーチンによれば、ドライバ要求トルクに基づくドライバ要求スロットル積算作動量を推定し、これをスロットル総作動量から差し引くことで、制御要求期間スロットル積算作動量を算出することができる。このように算出された制御要求期間スロットル積算作動量には、ドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量が重畳しない。このため、制御要求トルクに基づくスロットル積算作動量を精度高く算出することができる。そのため、本発明によれば、精度の高いスロットル制御を実現することができ、実施の形態1と同種の効果をより好適に得ることができる。 In addition, according to the routine shown in FIG. 6, it is possible to estimate the driver requested throttle integrated operation amount based on the driver required torque, and subtract this from the throttle total operation amount to calculate the control request period throttle integrated operation amount. it can. The throttle operation amount based on the driver request torque is not superimposed on the control request period throttle integrated operation amount calculated in this way. For this reason, the throttle integrated operation amount based on the control request torque can be calculated with high accuracy. Therefore, according to the present invention, highly accurate throttle control can be realized, and the same type of effect as in the first embodiment can be obtained more suitably.
ところで、上述した実施の形態2のシステムにおいては、ステップ250の処理において、判定1及び判定2の2つの判定処理を備え、それぞれの成立性を確認することとしているが、ステップ250の処理はこれに限定されるものではない。例えば、判定処理は判定2のみとしても良い。
By the way, in the system of the second embodiment described above, in the process of
また、上述した実施の形態2のシステムにおいては、スロットル総作動量を、ステップ250において、ステップ220とステップ230とにおいて算出される各積算作動量を合計して求めることとしているが、スロットル総作動量の算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、ステップ110、ステップ220及びステップ230の処理を削除し、ステップ250におけるスロットル総作動量の合計処理に替えて、ステップ100において次の処理を行うこととしてもよい。即ち、まず、ステップ100において逐次取得されるスロットル開度から、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。そして、算出されたスロットル作動量を積算してスロットル総作動量と算出することとしてもよい。
In the system of the second embodiment described above, the total throttle operation amount is obtained in
尚、上述した実施の形態2においては、スロットル10が前記第3の発明における「スロットル」に、アクセル開度センサ14が前記第3の発明における「ドライバ要求出力手段」に、制御要求トルク算出部22が前記第3の発明における「制御要求出力手段」に、目標トルク計算部24と目標吸入空気量計算部26と目標スロットル開度設定部28とスロットルドライバ30とが前記第3の発明における「目標スロットル開度算出手段」に、目標吸入空気量計算部34が前記第3の発明における「ドライバ要求目標吸入空気量を推定する手段」に、目標スロットル開度推定部36が前記第3の発明における「ドライバ要求目標スロットル開度を推定する手段」に、それぞれ相当している。
In the second embodiment described above, the
また、ここでは、ECU20が、上記ステップ220〜ステップ250の処理を実行することにより前記第3の発明における「スロットル総作動量算出手段」が、上記ステップ240の処理を実行することにより前記第3の発明における「ドライバ要求スロットル積算作動量を推定する手段」が、上記ステップ250の処理を実行することにより前記第3の発明における「制御要求期間スロットル積算作動量を算出する手段」が、上記ステップ250の処理を実行することにより前記第3の発明における「耐久限界作動量取得手段」が、上記ステップ250の処理を実行することにより前記第3の発明における「規定割合判定手段」が、上記ステップ150の処理を実行することにより前記第1又は第2の発明における「制御要求抑制手段」が、それぞれ実現されている。
Further, here, the ECU 20 executes the processing of
更に、実施の形態2においては、目標吸入空気量計算部34が出力するドライバ要求目標空気量が前記第3の発明における「ドライバ要求目標吸入空気量」に、目標スロットル開度推定部36が出力するドライバ要求目標開度が前記第3の発明における「ドライバ要求目標スロットル開度」に、それぞれ対応している。
Further, in the second embodiment, the target throttle
10 スロットル
12 スロットル開度センサ
14 アクセル開度センサ
20 ECU
22 制御要求トルク算出部
24 目標トルク計算部
26、34 目標吸入空気量計算部
28 目標スロットル開度設定部
30 スロットルドライバ
36 目標スロットル開度推定部
10
Reference control
Claims (1)
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超えるか否かを判定する耐久限界判定手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する第1制御要求抑制手段と、
前記制御要求トルクが出力されているか否かを判定する制御要求判定手段と、
前記制御要求トルクが出力されている場合における前記スロットルの作動量を積算して制御要求期間スロットル積算作動量を算出する制御要求積算作動量算出手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する第2制御要求抑制手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A driver request output means for outputting a driver request torque according to a driver operation;
Control request output means for outputting a control request torque according to a vehicle state other than the driver operation;
Target throttle opening calculating means for calculating a target throttle opening based on the driver required torque and the control required torque;
A throttle that operates to achieve the target throttle opening;
A throttle total operation amount calculating means for calculating the total operation amount of the throttle by integrating the operation amount of the throttle;
Endurance limit operation amount acquisition means for acquiring the endurance limit operation amount of the throttle for the current vehicle travel distance;
Endurance limit determination means for determining whether the total throttle operation amount exceeds the endurance limit operation amount;
First control request suppression means for suppressing the control request torque output by the control request output means when the total throttle operation amount exceeds the endurance limit operation amount;
Control request determination means for determining whether or not the control request torque is output;
A control request integrated operation amount calculation means for calculating the control request period throttle integrated operation amount by integrating the operation amount of the throttle when the control request torque is output;
Stipulated ratio determining means for determining whether a ratio of the throttle required operating amount for the control request period to the endurance limit operating amount exceeds a specified value;
Second control request suppression means for suppressing the control request torque output by the control request output means when the ratio exceeds the specified value;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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