JP5672250B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、減速時にフュエルカットを実行する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs fuel cut during deceleration.
従来、駆動力源として内燃機関を搭載した車両においては、燃費を向上するために減速時に内燃機関に対する燃料の供給を停止するフュエルカット制御を実行する制御装置を備えたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle equipped with an internal combustion engine as a driving force source has been known that includes a control device that performs fuel cut control for stopping the supply of fuel to the internal combustion engine during deceleration in order to improve fuel efficiency.
このフュエルカット制御が実行されると、フュエルカットの実行開始前後において内燃機関が発生する出力トルクの大きさに段差が生じるため、車両にショックが生じ運転者に不快感を与える原因となっていた。そこで、内燃機関の制御装置において、フュエルカットの開始時に内燃機関が発生する出力トルクの変化に起因して車両にショックが発生することを抑制するようフュエルカット制御開始前に出力トルクを制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 When this fuel cut control is executed, there is a step in the magnitude of the output torque generated by the internal combustion engine before and after the start of the fuel cut execution, causing a shock to the vehicle and causing the driver to feel uncomfortable. . Therefore, in a control device for an internal combustion engine, the output torque is controlled before the start of the fuel cut control so as to suppress the occurrence of a shock in the vehicle due to the change in the output torque generated by the internal combustion engine at the start of the fuel cut. Is known (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載された従来の制御装置は、所定の減速運転条件の成立時に内燃機関への燃料供給をカットする燃料カット手段と、燃料カット手段による燃料カットの開始を所定時間遅延させる燃料カットディレー手段と、燃料カットの遅延時間中に点火時期を遅角する点火時期遅角手段とを備えている。
The conventional control device described in
これにより、減速中にスロットル弁を全閉にして出力トルクを減少させるのみならず遅角により出力トルクを減少させるので、フュエルカットの開始時におけるトルク段差を低減し、車両にショックが発生することを抑制するようになっていた。 This not only reduces the output torque by fully closing the throttle valve during deceleration, but also reduces the output torque by retarding, thus reducing the torque step at the start of fuel cut and causing a shock to the vehicle Was supposed to suppress.
しかしながら、上述のような特許文献1に記載の従来の制御装置にあっては、出力トルクを減衰させる時間を考慮するようなものではなかった。すなわち、車両が駆動状態から被駆動状態に移行すると、内燃機関と駆動輪との間の捩れトルクが解放され捩れ振動が発生するが、出力トルクの減衰が開始されてから終了するまでの時間と捩れ振動の周期との関係によっては捩れ振動の振幅が増大し、車両が前後方向に振動する所謂しゃくりが発生し、ドライバビリティが低下する可能性があるという問題があった。
However, in the conventional control device described in
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、減速時において車両の前後振動が発生することを抑制しドライバビリティの低下を抑制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 such a problem, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress the occurrence of longitudinal vibrations of the vehicle during deceleration and suppress a decrease in drivability. And
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、(1)車両の被駆動走行時に内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際の機関負荷の変化量に基づいて所定時間後の機関負荷を予測する負荷予測手段と、前記車両が前記駆動状態から前記被駆動状態に移行した際の前記内燃機関の機関回転数および前記負荷予測手段により予測された前記所定時間後の機関負荷に基づいて、前記所定時間後の目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、前記所定時間後に前記内燃機関の出力トルクが前記目標トルク算出手段により算出された目標トルクになるよう内燃機関を制御して出力トルクを減衰する制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes: (1) an internal combustion engine control apparatus that controls the output torque of an internal combustion engine during driven driving of the vehicle. Load prediction means for predicting the engine load after a predetermined time based on the amount of change in the engine load at the time of shifting to the engine, and the engine speed of the internal combustion engine when the vehicle shifts from the driving state to the driven state And target torque calculation means for calculating a target torque after the predetermined time based on the engine load predicted by the load prediction means, and the output torque of the internal combustion engine after the predetermined time is the target torque. Control means for controlling the internal combustion engine to attenuate the output torque so as to achieve the target torque calculated by the calculation means.
この構成により、現在の出力トルクを所定時間かけて目標トルクに減衰することができるので、出力トルクを所望の減衰速度で減衰することが可能となる。したがって、出力トルクの減衰速度が所望の速度とならなかったり減衰中に減衰速度が変化することに起因して車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。 With this configuration, since the current output torque can be attenuated to the target torque over a predetermined time, the output torque can be attenuated at a desired attenuation speed. Therefore, it suppresses the occurrence of longitudinal vibrations such as sneezing in the vehicle due to the output torque decay speed not being the desired speed or changing the damping speed during the damping, thereby preventing a decrease in drivability. be able to.
また、上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、(2)前記所定時間は、前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際に発生する捩れ振動の周期の整数倍であることを特徴とする。 In the control device for an internal combustion engine according to (1), (2) the predetermined time is an integral multiple of a period of torsional vibration that occurs when the vehicle transitions from a driving state to a driven state. It is characterized by.
この構成により、出力トルクを捩れ振動周期の整数倍となる時間において目標トルクに減衰することができる。これにより、出力トルクの減衰に起因した捩れ振動の振幅の増大を抑制することが可能となる。したがって、出力トルクを減衰する場合において、車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。 With this configuration, the output torque can be attenuated to the target torque in a time that is an integral multiple of the torsional vibration period. As a result, it is possible to suppress an increase in the amplitude of torsional vibration due to the attenuation of the output torque. Therefore, when the output torque is attenuated, it is possible to suppress the occurrence of longitudinal vibration such as squealing in the vehicle and to prevent the drivability from being lowered.
また、上記(1)または(2)に記載の内燃機関の制御装置において、(3)前記制御手段は、内燃機関の燃焼行程における点火時期を遅角側に移行させることにより出力トルクを減衰させることを特徴とする。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to the above (1) or (2), (3) the control means attenuates the output torque by shifting the ignition timing in the combustion stroke of the internal combustion engine to the retard side. It is characterized by that.
この構成により、点火時期を遅角側に制御することにより出力トルクを減衰させることができる。これにより、出力トルクの制御に対する時間応答性を高めることができる。したがって、出力トルクを精度よく調節することができる。 With this configuration, the output torque can be attenuated by controlling the ignition timing to the retard side. Thereby, the time responsiveness with respect to control of output torque can be improved. Therefore, the output torque can be adjusted with high accuracy.
また、上記(1)から(3)に記載の内燃機関の制御装置において、(4)前記内燃機関に失火が発生しない最遅角の点火時期に応じた失火限界トルクを算出する失火限界トルク算出手段を備え、前記目標トルク算出手段は、算出した前記目標トルクが失火限界トルク算出手段により算出された失火限界トルクより小さくなる場合には、前記失火限界トルクを前記目標トルクに置き換えることを特徴とする。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to the above (1) to (3), (4) misfire limit torque calculation for calculating a misfire limit torque according to the most retarded ignition timing at which no misfire occurs in the internal combustion engine. And the target torque calculating means replaces the misfire limit torque with the target torque when the calculated target torque is smaller than the misfire limit torque calculated by the misfire limit torque calculating means. To do.
この構成により、目標トルクが失火限界トルクを下回る場合には、失火限界トルクを目標トルクに設定することができる。これにより、出力トルクの減衰中に出力トルクが失火限界トルクまで低下し、所定時間の経過前に出力トルクの減衰速度が変化することを防止し、捩れ振動が増幅することを防止できる。 With this configuration, when the target torque is lower than the misfire limit torque, the misfire limit torque can be set to the target torque. As a result, the output torque is reduced to the misfire limit torque while the output torque is being attenuated, and the attenuation rate of the output torque is prevented from changing before the predetermined time elapses, and the torsional vibration can be prevented from being amplified.
また、上記(1)から(4)に記載の内燃機関の制御装置において、(5)前記制御手段は、前記フュエルカットの開始時を前記所定時間の終了時とすることを特徴とする。 In the control device for an internal combustion engine according to (1) to (4), (5) the control means sets the start time of the fuel cut as the end time of the predetermined time.
この構成により、捩れ振動が発生することを抑制した状態でフュエルカット制御を開始することが可能となり、ドライバビリティの低下を抑制することができる。 With this configuration, the fuel cut control can be started in a state in which the generation of torsional vibrations is suppressed, and a decrease in drivability can be suppressed.
本発明によれば、減速時において車両の前後振動が発生することを抑制しドライバビリティの低下を抑制できる内燃機関の制御装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the internal combustion engine which can suppress that the longitudinal vibration of a vehicle generate | occur | produces at the time of deceleration, and can suppress the fall of drivability can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を示す概略構成図である。図2は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の周辺の構成を示す骨子図である。なお、本実施の形態においては、本発明に係る内燃機関の制御装置をFR(Front engine Rear drive)車両に適用した場合について説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle equipped with a control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a skeleton diagram showing a configuration around the control device for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where the control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an FR (Front engine Rear drive) vehicle will be described.
図1、2に示すように、車両1は、内燃機関を構成するエンジン2と、エンジン2により出力された回転トルクを増大させるトルクコンバータ3と、トルクコンバータ3の出力軸の回転速度を変速して出力する変速機構4と、を備えており、変速機構4の出力軸46から出力される回転トルクは、図示しないディファレンシャルギアを介して駆動輪に伝達されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
エンジン2は、後述するように、ガソリンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置により構成されている。また、トルクコンバータ3および変速機構4は、自動変速機5を構成している。
As will be described later, the
トルクコンバータ3は、図1、2に示すように、エンジン2と変速機構4との間に配置されており、エンジン2に入力軸34を介して連結されるポンプ翼車35と、変速機構4の入力軸の一部を構成する出力軸36を介して連結されるタービン翼車37と、一方向クラッチ38によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車39とを有している。ポンプ翼車35とタービン翼車37とは、流体を介して動力を伝達するようになっている。また、トルクコンバータ3の入力軸34および出力軸36は、ポンプ翼車35およびタービン翼車37とそれぞれ連結されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、トルクコンバータ3は、ポンプ翼車35とタービン翼車37との間を直結するためのロックアップクラッチ40を備えており、車両1の高速走行時において、作動油によりロックアップクラッチ40が図示しないフロントカバーを掴み、ポンプ翼車35とタービン翼車37とを機械的に直結する係合状態をとることにより、解放状態と比較してエンジン2から変速機構4への動力の伝達効率が上がるようになっている。また、トルクコンバータ3は、後述するように、車速、エンジン回転数あるいはタービン回転数などが所定の条件を満たす場合において、ロックアップクラッチ40が所定の滑り率でスリップするスリップ状態をとるようになっている。
Further, the
また、ポンプ翼車35には、変速機構4を変速制御するための油圧および各部に潤滑油を供給するための油圧を発生する機械式のオイルポンプ41が設けられている。
Further, the
変速機構4は、第1遊星歯車装置42と、第2遊星歯車装置43と、第3遊星歯車装置44と、を備えている。第1遊星歯車装置42のサンギヤS1は、クラッチC3を介して入力軸に連結可能であるとともに、一方向クラッチF2およびブレーキB3を介してハウジング45に連結可能となっている。
The
第1遊星歯車装置42のキャリアCA1は、ブレーキB1を介してハウジング45に連結可能となっている。第1遊星歯車装置42のリングギヤR1は、第2遊星歯車装置43のリングギヤR2と連結されており、ブレーキB2を介してハウジング45に連結可能となっている。第2遊星歯車装置43のサンギヤS2は、第3遊星歯車装置44のサンギヤS3と連結されており、クラッチC4を介して入力軸に連結可能となっている。また、サンギヤS2は、一方向クラッチF4およびクラッチC1を介して入力軸に連結可能となっている。
The carrier CA1 of the first
第2遊星歯車装置43のキャリアCA2は、第3遊星歯車装置44のリングギヤR3と連結されており、クラッチC2を介して入力軸に連結可能であるとともに、ブレーキB4を介してハウジング45に連結可能となっている。また、キャリアCA2は、ブレーキB4と並列に設けられた一方向クラッチF3により、入力軸の回転方向と反対方向への回転が阻止されるようになっている。また、第3遊星歯車装置44のキャリアCA3は、出力軸46に連結されている。
The carrier CA2 of the second
車両1は、さらに、トルクコンバータ3によるトルクの増大比および変速機構4の変速段を油圧により制御するための油圧制御回路6を備えている。油圧制御回路6は、トランスミッションソレノイドS1〜S4、リニアソレノイドSLT、SLUおよび作動油の油温を測定するためのAT油温センサ32を有している。
The
エンジン2は、燃焼室を形成する複数の気筒を備えており、空気と燃料とが混合した混合気が吸気ポートを介して各燃焼室に供給されるようになっている。また、各燃焼室にはプラチナやイリジウム合金製の電極を有する点火プラグが設置されている。点火プラグは、ECU10によって所定のタイミングで電極が通電されることにより放電し、燃焼室内の混合気に点火するようになっている。また、後述するように、ECU10は、点火プラグによる点火時期を所定のタイミングより遅角あるいは進角させることによりエンジン2の出力トルクを調節するようになっている。
The
車両1は、さらに、車外の空気をエンジン2に導入するための吸気管71を備えており、この吸気管71は、空気の流量を調整するためのスロットル弁31と、エンジン2の運転状態がアイドル状態である場合にエンジン2に供給される空気の流量を調整するためのISC(Idle Speed Control)用バイパス通路73とを有している。ISC用バイパス通路73には、空気の流量を調整するためのISC用バルブが設けられている。ISC用バルブは、ECU10に制御されるISC用バルブアクチュエータによって駆動されることにより、ISC用バイパス通路73における流量を変更するようになっている。
The
エンジン2がアイドル運転の状態である場合には、ECU10は、スロットル弁31を全閉とするとともに、後述するISC制御を実行しISC用バルブの開度を調節するようになっている。したがって、アイドル状態において燃焼に必要な空気は、ISC用バイパス通路73を経てエンジン2に供給されるようになっている。
When the
車両1は、さらに、エンジン2の機関回転数neを測定するためのエンジン回転数センサ21と、エンジン2の吸入空気量を測定する吸入空気量センサ22と、タービン翼車37に接続されたトルクコンバータ3の出力軸36の回転数を測定するためのタービン回転数センサ23と、スロットル弁31の開度を測定するためのスロットル開度センサ24と、変速機構4の出力軸46の回転速度に基づいて車速を測定するための車速センサ25と、エンジン2の冷却水温度を測定するための冷却水温センサ26と、ブレーキペダルに対する踏力を測定するブレーキセンサ27と、を備えている。車両1は、さらにシフトレバー28と、シフトレバー28のポジションを検出する操作位置センサ29と、アクセル開度を測定するためのアクセル開度センサ30と、を備えている。
The
エンジン回転数センサ21は、図示しないクランクシャフトの回転に基づいて、エンジン2の回転数を計測するようになっている。
The
スロットル開度センサ24は、例えば、スロットル弁31のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されており、スロットル弁31のスロットル開度を表す信号を後述するECU10に出力するようになっている。
The
車速センサ25は、自動変速機5の出力軸回転数に基づいて、車速を表す信号を後述するECU10に出力するようになっている。
The
ブレーキセンサ27は、ブレーキペダルに対する運転者の操作踏力に応じたマスターシリンダ圧の変化あるいは操作ストロークを測定するようになっており、測定された踏力に応じた電気信号をブレーキ踏力信号として、後述するECU10に出力するようになっている。
The
操作位置センサ29は、運転者により操作されたシフトレバー28の操作位置を検出するようになっている。
The
アクセル開度センサ30は、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、車両1に搭載されたアクセルペダルが運転者により操作されると、アクセルペダルの位置が示すアクセル開度を表す信号を、後述するECU10に出力するようになっている。
The
車両1は、さらに、電子制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)10を備えている。本実施の形態においては、ECU10は、エンジン2を電気的に制御するためのエンジンECU11と、自動変速機5を電気的に制御するためのトランスミッションECU12と、によって構成されている。
The
ECU10は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)および入出力インターフェースを有しており、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン2が制御されるよう、エンジン2に対してエンジン制御信号を出力するようになっている。
The
また、ECU10は、エンジン回転数センサ21、吸入空気量センサ22、タービン回転数センサ23、スロットル開度センサ24、車速センサ25、冷却水温センサ26、ブレーキセンサ27、操作位置センサ29およびアクセル開度センサ30と接続されており、これらのセンサからエンジン回転数、吸入空気量、タービン回転数、スロットル開度、車速、冷却水温、ブレーキ踏力、シフトレバー28の操作位置およびアクセル開度を表す信号をそれぞれ入力するようになっている。
The
また、ECU10は、これらの信号に基づいて、トルクコンバータ3におけるロックアップクラッチ40の係合状態や変速機構4における変速段が制御されるよう油圧制御回路6を制御するようになっている。また、ECU10のROMは、車速およびスロットル開度に基づいた変速線図を表すマップや、変速制御を実行するためのプログラムなどを記憶している。
Further, based on these signals, the
また、ECU10は、車両1の走行状態に応じて変速段を選択する自動変速モードと、手動操作に応じて変速段を選択する手動変速モードとを有するようになっていてもよい。ここで、車両1の走行状態とは、車両1の速度、スロットル開度、冷却水温およびAT油温などの状態を意味する。
Further, the
なお、ECU10は、後述するように、本発明に係る内燃機関の制御装置、負荷予測手段、目標トルク算出手段、失火限界トルク算出手段および制御手段を構成する。
As will be described later, the
以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を構成するECU10の特徴的な構成について、図面を参照して説明する。
Hereinafter, a characteristic configuration of the
本発明に係る内燃機関の制御装置を構成するECU10は、車両1が駆動状態から被駆動状態に切替ると、所定時間後の目標トルクを算出し、現在のトルクを算出した目標トルクになるよう一定の速度で減衰させるようになっている。
The
具体的には、ECU10は、アクセル開度が"0"を表す信号をアクセル開度センサ30から取得すると、吸入空気量センサ22により検出された吸入空気量に基づいて現時点のエンジン負荷klおよびエンジン負荷の変化量dlklを算出するようになっている。吸入空気量とエンジン負荷klとの関係は予めマップとしてROMに記憶されている。
Specifically, when the
また、ECU10は、車両1の捩れ振動に起因したしゃくりを抑制するために、捩れ振動の固有振動周期に基づいて予め設定されているしゃくり抑制時間T4の経過後におけるエンジン負荷の予測値preklを算出するようになっている。したがって、本実施の形態に係るECU10は、本発明に係る負荷予測手段を構成し、しゃくり抑制時間T4は、本発明に係る所定時間を意味する。
Further, the
捩れ振動とは、車両1の走行中に自動変速機5の出力軸46や駆動輪に動力を伝達するドライブシャフトなどに生じている捩れが解放される際に発生する振動であり、車両1の諸元値により定まる固有の振動周期を有している。捩れ振動の振幅は、エンジントルクの減衰時間とこの振動周期との関係に応じて変化し、エンジントルクの減衰時間が捩れ振動の振動周期の整数倍であるときに、捩れ振動の振幅が最小となる。つまり、エンジントルクの減衰時間が捩れ振動の振動周期の整数倍の近傍に設定されると、図3に細線で示すように、捩れ振動の振幅の増大を抑制することができるが、減衰時間が捩れ振動の振動周期の整数倍以外となったり減衰速度が途中で変化すると、図3に太線で示すように、捩れ振動の振幅が大きくなるしゃくりが生じることになる。
Torsional vibration is vibration that occurs when the torsion generated in the
一例として、ばね定数kのばねに接続された質量mの物体に外力F(t)を加えた場合における、物体の変位xを表すバネマスモデルを用いて説明する。 As an example, a description will be given using a spring mass model representing a displacement x of an object when an external force F (t) is applied to an object of mass m connected to a spring having a spring constant k.
物体に以下の外力が時刻tに応じて加わるものとする。
F(t)=0 (t<0) (1)
F(t)=P/t1・t (0<t<t1) (2)
F(t)=P (t1<t) (3)
It is assumed that the following external force is applied to the object according to time t.
F (t) = 0 (t <0) (1)
F (t) = P / t 1 · t (0 <t <t 1 ) (2)
F (t) = P (t 1 <t) (3)
この場合、t1<tにおける物体の変位xは以下の式(4)で表される。
式(4)をtで微分し、物体の速度が0となる時刻t、つまり変位が最大となる時刻tを式(5)より求めると、式(6)が得られる。 When the equation (4) is differentiated by t and the time t when the velocity of the object becomes 0, that is, the time t when the displacement becomes maximum is obtained from the equation (5), the equation (6) is obtained.
cosω(t−t1)−cosωt=0 (5)
t=t1/2 + nπ/ω (6)
cos ω (t−t 1 ) −cos ωt = 0 (5)
t = t 1/2 + nπ / ω (6)
したがって、式(6)における時刻tにおいて、物体の変位の最大値xmaxは以下の式(7)で表される。
なお、捩れの発生する部材が複数存在しているため、実際には捩れ振動の振幅が減衰される度合いは、しゃくり抑制時間T4が捩れ振動の振動周期の何倍になるかに応じて変化する。したがって、シミュレーションの結果や実験結果に基づき、しゃくり抑制時間T4を振動周期の何倍にするかを設定するようにする。 In addition, since there are a plurality of members that generate torsion, the degree to which the amplitude of torsional vibration is actually attenuated varies depending on how many times the vibration suppression period T4 is increased. . Therefore, based on the simulation results and the experimental results, the number of times the squeezing suppression time T4 is set to the vibration period is set.
また、ECU10は、現時点のエンジン回転数neおよびエンジン負荷の予測値Preklに基づいて、しゃくり抑制時間T4の経過後における目標正味トルクを算出する。したがって、本実施の形態に係るECU10は、本発明に係る目標トルク算出手段を構成する。目標正味トルクの算出方法については後述する。
Further, the
なお、目標正味トルクが失火限界トルクより小さくなる場合には、しゃくり抑制時間T4の経過前に実際の正味トルクが失火限界トルクまで低下し、その後しゃくり抑制時間T4の終了まで正味トルクの値が失火限界トルクに維持されることになる。つまり、正味トルクの減衰時間がしゃくり抑制時間T4より短くなるため、結果としてしゃくりが発生する可能性が生じる。そこで、ECU10は、現時点におけるエンジン回転数neおよび算出したエンジン負荷の予測値preklに基づいて、後述するように失火限界点火時期を算出するようになっている。
When the target net torque is smaller than the misfire limit torque, the actual net torque decreases to the misfire limit torque before the sneezing suppression time T4 elapses, and then the net torque value is misfired until the end of the sneezing suppression time T4. The limit torque will be maintained. That is, the net torque decay time is shorter than the squeezing suppression time T4, and as a result, the possibility of sneezing occurs. Therefore, the
そして、ECU10は、現在のエンジン回転数ne、算出したエンジン負荷の予測値preklおよび失火限界点火時期に基づいて、後述するように失火限界トルクを算出するようになっている。したがって、本実施の形態に係るECU10は、本発明に係る失火限界トルク算出手段を構成する。そして、ECU10は、目標正味トルクが失火限界トルクよりも小さくなると判定した場合には、失火限界トルクを目標正味トルクに置き換えるようになっている。これにより、ECU10は、しゃくり抑制時間T4の経過前に正味トルクが失火限界トルクを下回ることを防止するようになっている。
Then, the
また、ECU10は、現在のエンジントルク(正味トルク)がしゃくり抑制時間T4によって目標正味トルクに減衰するようエンジン2を制御するようになっている。したがって、本実施の形態に係るECU10は、本発明に係る制御手段を構成する。
Further, the
本実施の形態においては、ECU10は、各燃焼行程の点火時期を遅角させることによりエンジントルクを減衰させるようになっている。
In the present embodiment, the
なお、ECU10は、図示トルクからフリクショントルクおよび補機トルクを減算することにより正味トルクを算出するようになっている。ここで、フリクショントルクは、エンジン2の内部の各部材間において生じる摩擦力によって消費されるトルクを表しており、予め実験的な測定により求められている。また、補機トルクは、エアコンやオルタネータなど補機類の駆動によって消費されるトルクを表している。ECU10は、エアコンやオルタネータの作動状況に応じて補機トルクを算出するようになっており、例えば、各補機類の作動状況に応じた補機トルクの大きさを表すマップを予めROMに記憶しておき、このマップを参照することにより補機トルクを算出するようになっている。
The
次に、本実施の形態に係るトルク減衰制御処理について図4を参照して説明する。 Next, torque attenuation control processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
なお、以下の処理は、アクセル開度が全閉状態になっていることを条件に、ECU10を構成するCPUによって所定の時間間隔で実行されるとともに、CPUによって処理可能なプログラムを実現する。
The following processing is executed at predetermined time intervals by the CPU constituting the
まず、ECU10は、アクセル開度センサ30からアクセルOFFを表す信号が入力されると、現時点のエンジン負荷klおよびエンジン負荷の変化量dlklを算出する(ステップS11)。本実施の形態においては、ECU10は、吸入空気量に基づいてエンジン負荷を算出する。
First, when a signal indicating accelerator OFF is input from the
次に、ECU10は、車両1が被駆動状態であるか否かを判定する(ステップS12)。具体的には、ECU10は、エンジン2の正味トルクが予め定められている所定値以下となった場合に車両1が被駆動状態であると判定する。この所定値は、例えば、車両1の走行抵抗や自動変速機5に形成されている変速段に応じたギヤ比、ディファレンシャルギヤのギヤ比およびエンジンの出力トルクなどに基づいて、エンジン2からディファレンシャルギヤに伝達する正味トルクと、駆動輪からディファレンシャルギヤに伝達するトルクとが釣り合う値etq1からオフセット量TQOFSを引いた値として予め算出されている。
Next, the
ECU10は、車両1が被駆動状態であると判定した場合には(ステップS12でYES)、ステップS13に移行する。一方、車両1が被駆動状態でないと判定した場合には(ステップS12でNO)、ENDに移行する。
If the
次に、ECU10は、トルク減衰終了時のエンジン負荷の予測値preklを算出する(ステップS13)。具体的には、ECU10は、ROMに記憶されているしゃくり抑制時間T4を参照するとともに、ステップS11で算出した現時点のエンジン負荷klおよびエンジン負荷の変化量dlklに基づいて、しゃくり抑制時間T4の経過後におけるエンジン負荷の予測値preklを算出する。
Next, the
次に、ECU10は、現時点のエンジン回転数neおよびエンジン負荷の予測値preklに基づいて、目標正味トルクを算出する(ステップS14)。具体的には、エンジン回転数センサ21から入力される信号に基づき現時点のエンジン回転数neを算出する。そして、このエンジン回転数neと、ステップS13において算出したエンジン負荷の予測値preklと、ROMに記憶されている目標トルク算出マップとを用いて、目標トルクを算出する。目標トルク算出マップは、エンジン回転数neおよびエンジン負荷の予測値preklと目標正味トルクとを対応付けたものであり、一般にエンジン負荷の予測値preklが小さいほど目標正味トルクが小さくなるよう定義されている。
Next, the
なお、現時点のエンジン回転数neを用いるのは、しゃくり抑制時間T4が数百ミリ秒程度と短く、かつ、ロックアップクラッチ40が係合状態となっているため、しゃくり抑制時間T4の前後におけるエンジン回転数neがほぼ同じ値になるためである。
Note that the current engine speed ne is used because the squeezing suppression time T4 is as short as several hundred milliseconds and the
次に、ECU10は、現時点のエンジン回転数neおよびエンジン負荷の予測値preklに基づいて、失火限界点火時期を算出する。(ステップS15)。具体的には、ECU10は、現時点のエンジン回転数neと、エンジン負荷の予測値preklと、図5に示す失火限界点火時期マップとを用いて、失火限界点火時期を算出する。失火限界点火時期マップは、エンジン回転数neおよびエンジン負荷klと、失火限界点火時期とを対応付けたものであり、エンジン負荷が低いほど、またエンジン回転数が高いほど失火限界点火時期が進角側になっている。なお、エンジン回転数neは、ステップS14で算出した値を用いると好適である。
Next, the
次に、ECU10は、現時点のエンジン回転数ne、エンジン負荷preklの予測値およびステップS15において算出した失火限界点火時期に基づいて、失火限界トルクを算出する(ステップS16)。具体的には、ECU10は、エンジン回転数ne、エンジン負荷の予測値preklおよびMBT図示トルクマップに基づいて、しゃくり抑制時間T4の経過時点におけるMBT(Minimum Advance for Best Torque)図示トルクを算出する。MBT図示トルクマップは、図6に示すように、エンジン回転数neおよびエンジン負荷とMBT図示トルクとを対応付けたものであり、エンジン負荷が高いほどMBT図示トルクが高くなるように定義されている。
Next, the
また、エンジン回転数ne、エンジン負荷の予測値preklおよびMBT点火時期マップに基づいて、しゃくり抑制時間T4の経過時点におけるMBT点火時期を算出する。MBT点火時期マップは、図7に示すように、エンジン回転数neおよびエンジン負荷とMBT点火時期とを対応付けたものであり、エンジン負荷が低いほど、またエンジン回転数が高いほどMBT点火時期が進角側に定義されている。 Further, based on the engine speed ne, the predicted engine load value prekl, and the MBT ignition timing map, the MBT ignition timing at the elapsed time of the sneezing suppression time T4 is calculated. As shown in FIG. 7, the MBT ignition timing map associates the engine speed ne, the engine load, and the MBT ignition timing. The lower the engine load and the higher the engine speed, the more the MBT ignition timing. It is defined on the advance side.
次に、算出したMBT点火時期に対応する点火時期効率マップおよびステップS15で算出した失火限界点火時期に基づいて効率を算出する。点火時期効率マップは、MBT点火時期ごとに作成されており、図8に示すように、点火時期と効率とを対応付けたものである。また、MBT点火時期における効率が1.0となるように定義されている。そして、ECU10は、MBT図示トルクと効率との積から失火限界トルクを算出する。
Next, the efficiency is calculated based on the ignition timing efficiency map corresponding to the calculated MBT ignition timing and the misfire limit ignition timing calculated in step S15. The ignition timing efficiency map is created for each MBT ignition timing, and as shown in FIG. 8, the ignition timing and the efficiency are associated with each other. Further, the efficiency at the MBT ignition timing is defined to be 1.0. Then, the
次に、ECU10は、ステップS14で算出した目標正味トルクとステップS16で算出した失火限界トルクとを比較する(ステップS17)。
Next, the
ECU10は、目標正味トルクが失火限界トルク以上であると判定すると(ステップS17でNO)、ステップS19に移行する。一方、目標正味トルクが失火限界トルクより小さいと判定すると(ステップS17でYES)、ステップS18に移行する。
If the
ステップS18に移行した場合、ECU10は、失火限界トルクを目標正味トルクに置き換える。つまり、ECU10は、目標正味トルクが失火限界トルクより小さくならないよう目標正味トルクの値を置き換え、トルク減衰処理の実行中、すなわちしゃくり抑制時間T4の途中で正味トルクが失火限界トルクに到達し、トルク減衰速度が変化することを防止する。
When the process proceeds to step S18, the
次に、ECU10は、しゃくり抑制時間T4において、現時点の正味トルクが目標正味トルクに一定の速度で減衰するようエンジン2に対し遅角制御を実行する(ステップS19)。なお、しゃくり抑制時間T4の開始時点は、上記のようにECU10が被駆動状態と判定した時点、つまり正味トルクがetq1−TQOFSとなった時点を意味する。
Next, the
具体的には、ECU10は、現時点の正味トルクと目標正味トルクとの差をしゃくり抑制時間T4で割ることにより、正味トルクの減衰速度を算出し、気筒数に応じて各気筒の燃焼行程の点火タイミングにおける要求正味トルクを算出する。なお、現時点の正味トルクは、現時点のエンジン回転数ne、エンジン負荷klおよびMBT図示トルクマップ(図6参照)からMBT図示トルクを算出するとともに、MBT点火時期マップ(図7参照)および点火時期効率マップ(図8参照)から効率を算出し、算出したMBT図示トルクと効率との積から現在の図示トルクを算出し、この図示トルクからフリクショントルクおよび補機トルクを差し引くことにより求められる。
Specifically, the
そして、現時点のエンジン回転数ne、次点火タイミング時の推定負荷prekl1および算出した要求正味トルクに基づいて、次点火タイミングにおける点火時期を算出する。なお、次点火タイミング時の推定負荷prekl1は、算出したエンジン負荷の変化量dlklと次点火タイミングまでの時間とによって算出される。この点火時期の算出は、上述した目標点火時期算出と同様に、MBT図示トルクマップ(図6参照)、MBT点火時期マップ(図7参照)および点火時期効率マップ(図8参照)に基づいて行われる。なお、ECU10は、現時点のエンジン回転数neおよびエンジン負荷klから求まる現時点の正味トルクと要求正味トルクとの差に応じて次に点火タイミングが生じる気筒における点火時期を補正するようにする。
Based on the current engine speed ne, the estimated load prekl11 at the next ignition timing, and the calculated required net torque, the ignition timing at the next ignition timing is calculated. The estimated load prekl1 at the next ignition timing is calculated from the calculated engine load change amount dlkl and the time until the next ignition timing. The ignition timing is calculated based on the MBT indicated torque map (see FIG. 6), the MBT ignition timing map (see FIG. 7), and the ignition timing efficiency map (see FIG. 8), similarly to the above-described target ignition timing calculation. Is called. The
そして、ECU10は、しゃくり抑制時間T4が経過するまでこのステップS19における点火時期の算出を継続し、燃焼行程の点火タイミングごとに算出した点火時期に基づく遅角制御を行う。そして、ECU10は、しゃくり抑制時間T4の経過後にフュエルカット制御を開始する。
Then, the
このように構成された制御装置において実行されるトルク減衰制御処理について図10に示すタイミングチャートを用いて説明する。なお、図10において、実線は本実施の形態に係るトルク減衰制御を実行した場合の各特性を表し、破線は従来のトルク制御を実行した場合の各特性を表している。 A torque attenuation control process executed in the control apparatus configured as described above will be described with reference to a timing chart shown in FIG. In FIG. 10, a solid line represents each characteristic when torque damping control according to the present embodiment is executed, and a broken line represents each characteristic when conventional torque control is executed.
まず、時刻t1において、アクセル開度が0となり(実線87)、エンジン回転数が低下する(実線81)。次に、時刻t2から時刻t3までの時間T3において、車両1が駆動状態から被駆動状態に移行する。また、ECU10は、現時点におけるエンジン負荷の変化量に基づいて、しゃくり抑制時間T4の経過後におけるエンジン負荷の予測値preklを算出する(実線84)。
First, at time t1, the accelerator opening becomes 0 (solid line 87), and the engine speed decreases (solid line 81). Next, at time T3 from time t2 to time t3, the
これにより、しゃくり抑制時間T4においてエンジントルクを一定の速度で減衰させることができる(実線82参照)。また、しゃくり抑制時間T4の経過後における時刻t5においてフュエルカット(F/C)が開始された場合においても、車両1にしゃくりが発生せず、ドライバビリティを向上することができる。
Thus, the engine torque can be attenuated at a constant speed during the squeezing suppression time T4 (see the solid line 82). Further, even when the fuel cut (F / C) is started at time t5 after the sneezing suppression time T4 has elapsed, the
これに対し、従来のトルク減衰制御処理においては、時刻t3の時点において、エンジン負荷の予測値preklの算出を行わない。そのため、例えば、時刻t3におけるエンジン負荷に基づいてしゃくり抑制時間T4の経過後の目標点火時期を設定し、しゃくり抑制時間T4の間に現在の点火時期を目標点火時期になるよう制御したとしても、点火時期90として示すように、点火時期が失火限界点火時期より遅角側になってしまう可能性がある(破線86参照)。この場合、点火時期が失火限界点火時期に到達するまでの時間がしゃくり抑制時間T4より短くなってしまい(破線83参照)、結果としてしゃくりが生じ、ドライバビリティを低下させる結果となる(破線89参照)。
On the other hand, in the conventional torque attenuation control process, the prediction value prekl of the engine load is not calculated at the time t3. Therefore, for example, even if the target ignition timing after the squeezing suppression time T4 has been set based on the engine load at time t3 and the current ignition timing is controlled to become the target ignition timing during the squeezing suppression time T4, As indicated by the
以上のように、本発明の実施の形態に係るECU10は、現在の出力トルクを所定時間かけて目標トルクに減衰することができるので、出力トルクを所望の減衰速度で減衰することが可能となる。したがって、出力トルクの減衰速度が所望の速度とならなかったり減衰中に減衰速度が変化することに起因して車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。
As described above, since the
また、ECU10は、出力トルクを捩れ振動周期の整数倍となる時間において目標トルクに減衰することができる。これにより、出力トルクの減衰に起因した捩れ振動の振幅の増大を抑制することが可能となる。したがって、出力トルクを減衰する場合において、車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。
Further, the
また、ECU10は、点火時期を遅角側に制御することにより出力トルクを減衰させることができる。これにより、出力トルクの制御に対する時間応答性を高めることができる。したがって、出力トルクを精度よく調節することができる。
Further, the
また、ECU10は、目標正味トルクが失火限界トルクを下回る場合には、失火限界トルクを目標正味トルクに設定することができる。これにより、出力トルクの減衰中に出力トルクが失火限界トルクまで低下し、所定時間の経過前に出力トルクの減衰速度が変化することを防止し、捩れ振動が増幅することを防止できる。
Further, when the target net torque is lower than the misfire limit torque, the
また、ECU10は、捩れ振動が発生することを抑制した状態でフュエルカット制御を開始することが可能となり、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
Further, the
なお、以上の説明においては、ECU10は、しゃくり抑制時間T4においてエンジン2の出力トルクの減衰速度が一定となるよう正味トルクの大きさを制御する場合について説明した。しかしながら、ECU10は、しゃくり抑制時間T4において、点火時期を一定の速度で遅角側に移行するようにしてもよい。
In the above description, the
この場合、出力トルクの減衰速度を一定とするよりも捩れ振動の振幅が大きくなる可能性があるものの、ECU10は、より簡単にトルク減衰制御処理を実現することができる。
In this case, although there is a possibility that the amplitude of the torsional vibration becomes larger than when the damping speed of the output torque is made constant, the
具体的には、ECU10は、上記ステップS14において、現時点のエンジン回転数neおよびエンジン負荷の予測値preklに基づいて目標正味トルクを算出する代わりに、しゃくり抑制時間T4の経過時点における目標点火時期を算出する。そして、ECU10は、現時点の点火時期がしゃくり抑制時間T4の経過時点で目標点火時期となるよう点火時期を一定の速度で遅角させるようにする。
Specifically, in step S14, the
また、ECU10は、上記ステップS15と同様に失火限界点火時期を算出し、目標点火時期が失火限界点火時期より遅角側になる場合には、失火限界点火時期を目標点火時期に置き換えるようにする。
Further, the
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、減速時において車両の前後振動が発生することを抑制しドライバビリティの低下を抑制できるという効果を奏するものであり、減速時にフュエルカットを実行する内燃機関の制御装置に有用である。 As described above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention has the effect of suppressing the occurrence of longitudinal vibration of the vehicle during deceleration and suppressing the decrease in drivability. This is useful for a control device for an internal combustion engine to be executed.
1 車両
2 エンジン
3 トルクコンバータ
4 変速機構
5 自動変速機
6 油圧制御回路
10 ECU(制御装置、負荷予測手段、目標トルク算出手段、失火限界トルク算出手段、制御手段)
21 エンジン回転数センサ
22 吸入空気量センサ
23 タービン回転数センサ
24 スロットル開度センサ
25 車速センサ
29 操作位置センサ
30 アクセル開度センサ
31 スロットル弁
34 入力軸
36 出力軸
46 出力軸
71 吸気管
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際の機関負荷の変化量に基づいて所定時間後の機関負荷を予測する負荷予測手段と、
前記車両が前記駆動状態から前記被駆動状態に移行した際の前記内燃機関の機関回転数および前記負荷予測手段により予測された前記所定時間後の機関負荷に基づいて、前記所定時間後の目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
前記所定時間後に前記内燃機関の出力トルクが前記目標トルク算出手段により算出された目標トルクになるよう内燃機関を制御して出力トルクを減衰する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine that controls the output torque of the internal combustion engine when the vehicle is driven,
Load prediction means for predicting the engine load after a predetermined time based on the amount of change in the engine load when the vehicle transitions from the driven state to the driven state;
Based on the engine speed of the internal combustion engine when the vehicle transitions from the driving state to the driven state and the engine load after the predetermined time predicted by the load prediction means, the target torque after the predetermined time Target torque calculation means for calculating
Control means for controlling the internal combustion engine so as to attenuate the output torque so that the output torque of the internal combustion engine becomes the target torque calculated by the target torque calculation means after the predetermined time. Control device.
前記目標トルク算出手段は、算出した前記目標トルクが失火限界トルク算出手段により算出された失火限界トルクより小さくなる場合には、前記失火限界トルクを前記目標トルクに置き換えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の内燃機関の制御装置。 A misfire limit torque calculating means for calculating a misfire limit torque according to the most retarded ignition timing at which no misfire occurs in the internal combustion engine;
The target torque calculation means replaces the misfire limit torque with the target torque when the calculated target torque is smaller than the misfire limit torque calculated by the misfire limit torque calculation means. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 3.
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