JP6403102B2 - Control device for turbocharged engine - Google Patents
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Description
本発明は、ターボ過給機付きエンジンの制御装置に係わり、特に、自動変速機とターボ過給機とを有するエンジンを、目標トルクを出力させるように制御するターボ過給機付きエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an engine with a turbocharger, and more particularly, to a control device for an engine with a turbocharger that controls an engine having an automatic transmission and a turbocharger to output a target torque. About.
従来、前進多段の自動変速機を備え、車速やアクセル開度に基づき設定された目標駆動力が得られるようにエンジンの出力を制御する制御装置において、自動変速機の変速段毎に用意されたマップから目標駆動力を算出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a control device that has an automatic multi-stage forward transmission and controls the output of an engine so that a target driving force set based on the vehicle speed and the accelerator opening is obtained, it has been prepared for each shift stage of the automatic transmission. One that calculates a target driving force from a map is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのような内燃エンジンにおいて、エンジンの出力を向上させるべくターボ過給機を設け、車両の運転状態(例えばドライバによるアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリング等の各種操作や、車速、気温、気圧、道路勾配、路面μ等の走行環境等)に基づいて決定した目標トルクに応じて、ターボ過給機による過給圧を制御することが行われている。ターボ過給機は、エンジンの排気ガスによりタービンを回転させ、この回転によってエンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサを駆動し、エンジンの各気筒に供給される空気を過給する。 By the way, in an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, a turbocharger is provided in order to improve the engine output, and the operation state of the vehicle (for example, various operations such as an accelerator pedal, a brake pedal, and a steering by a driver, a vehicle speed) The supercharging pressure by the turbocharger is controlled in accordance with the target torque determined based on the travel torque such as the air temperature, the atmospheric pressure, the road gradient, and the road surface μ. The turbocharger rotates the turbine with the exhaust gas of the engine, drives the compressor provided in the intake passage of the engine by this rotation, and supercharges the air supplied to each cylinder of the engine.
特許文献1に記載されているようなエンジンの制御装置を、上記のようなターボ過給機付きエンジンに適用した場合、ターボ過給機のタービン及びコンプレッサの回転慣性などに起因して過給圧の変化が遅れることにより、目標トルクに対して実際の出力トルクの過不足が生じ、変速後の変速段において目標駆動力が得られないことがある。この場合、変速前後においてショックが生じてしまう。 When the engine control device as described in Patent Document 1 is applied to an engine with a turbocharger as described above, the supercharging pressure is caused by the rotational inertia of the turbine and compressor of the turbocharger. Due to the delay in the change of the actual output torque, the actual output torque may be excessive or insufficient with respect to the target torque, and the target driving force may not be obtained at the shift stage after the shift. In this case, a shock occurs before and after the shift.
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、変速ショックを引き起こすことなく、スムーズな変速が行われるようにエンジンを制御することができる、ターボ過給機付きエンジン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 of the prior art, and is equipped with a turbocharger that can control an engine so that a smooth shift can be performed without causing a shift shock. An object of the present invention is to provide an engine control device.
上記の目的を達成するために、本発明のエンジンの制御装置は、自動変速機とターボ過給機とを有するエンジンを、目標トルクを出力させるように制御するターボ過給機付きエンジンの制御装置であって、アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき、ドライバが要求するドライバ要求駆動力を決定するドライバ要求駆動力決定手段と、エンジンの現在の運転状態に基づき、自動変速機による変速後の変速段においてエンジンが出力可能な上限トルクを予測する上限トルク予測手段と、ドライバ要求駆動力を自動変速機による変速後に上限トルクにより実現可能である場合、自動変速機に変速を実行させ、ドライバ要求駆動力を自動変速機による変速後に上限トルクにより実現可能ではない場合、自動変速機に現在の変速段を保持させる変速制御手段と、を有し、現在の車両の運転状態に基づいてエンジンが出力可能なトルクの範囲内で目標トルクを決定し、現在のエンジン回転数に対応する前記過給圧マップを参照し、目標トルクに対応する過給圧を目標過給圧として算出し、現在のターボ過給機による過給圧と目標過給圧との間の値を変速後の予測過給圧として算出し、変速後の変速段におけるエンジン回転数に対応する過給圧マップを参照し、予測過給圧に対応するエンジンの出力トルクを上限トルクとして算出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an engine control apparatus according to the present invention is an engine control apparatus with a turbocharger that controls an engine having an automatic transmission and a turbocharger to output a target torque. The driver requested driving force determining means for determining the driver requested driving force requested by the driver based on the driving state of the vehicle including the operation of the accelerator pedal, and the shift by the automatic transmission based on the current operating state of the engine. Upper limit torque prediction means for predicting an upper limit torque that can be output by the engine at a later shift stage, and if the driver-requested driving force can be realized by the upper limit torque after shifting by the automatic transmission, causes the automatic transmission to perform a shift, If the driver's requested driving force cannot be achieved with the upper limit torque after shifting by the automatic transmission, the automatic transmission will retain the current gear position. That it possesses a shift control means, and determines a target torque in the range of the engine can output torque based on the current operating state of the vehicle, referring to the supercharging pressure map corresponding to the current engine speed Then, the boost pressure corresponding to the target torque is calculated as the target boost pressure, and the value between the current turbo booster turbo booster and the target boost pressure is calculated as the predicted boost pressure after the shift. The engine output torque corresponding to the predicted supercharging pressure is calculated as an upper limit torque with reference to a supercharging pressure map corresponding to the engine speed at the gear stage after the shift .
本発明によるターボ過給機付きエンジンの制御装置によれば、変速ショックを引き起こすことなく、スムーズな変速が行われるようにエンジンを制御することができる。 According to the control apparatus for an engine with a turbocharger according to the present invention, the engine can be controlled so that a smooth shift can be performed without causing a shift shock.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるターボ過給機付きエンジンの制御装置を説明する。 Hereinafter, a control device for an engine with a turbocharger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<システム構成>
まず、図1及び図2により、本発明の実施形態によるターボ過給機付きエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図1は、本発明の実施形態によるターボ過給機付きエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図であり、図2は、本発明の実施形態によるターボ過給機付きエンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
<System configuration>
First, an engine system to which a control device for an engine with a turbocharger according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which a control device for an engine with a turbocharger according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a control of the engine with a turbocharger according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the electric constitution of an apparatus.
図1及び図2に示すように、エンジンシステム100は、主に、外部から導入された吸気(空気)が通過する吸気通路1と、この吸気通路1から供給された吸気と、後述する燃料噴射弁13から供給された燃料との混合気を燃焼させて車両の動力を発生するエンジン10(具体的にはガソリンエンジン)と、このエンジン10内の燃焼により発生した排気ガスを排出する排気通路25と、エンジンシステム100に関する各種の状態を検出するセンサ40〜54と、エンジンシステム100全体を制御するPCM60(ターボ過給機付きエンジンの制御装置)とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
吸気通路1には、上流側から順に、外部から導入された吸気を浄化するエアクリーナ3と、通過する吸気を昇圧させる、ターボ過給機4のコンプレッサ4aと、外気や冷却水により吸気を冷却するインタークーラ5と、通過する吸気の量(吸入空気量)を調整するスロットルバルブ6と、エンジン10に供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク7と、が設けられている。
In the intake passage 1, in order from the upstream side, the air cleaner 3 that purifies the intake air introduced from the outside, the
また、吸気通路1には、コンプレッサ4aによって過給された吸気の一部を、コンプレッサ4aの上流側に還流するためのエアバイパス通路8が設けられている。具体的には、エアバイパス通路8の一端は、コンプレッサ4aの下流側で且つスロットルバルブ6の上流側の吸気通路1に接続され、エアバイパス通路8の他端は、エアクリーナ3の下流側で且つコンプレッサ4aの上流側の吸気通路1に接続されている。
The intake passage 1 is provided with an
このエアバイパス通路8には、エアバイパス通路8を流れる吸気の流量を開閉動作により調節するエアバイパスバルブ9が設けられている。エアバイパスバルブ9は、エアバイパス通路8を完全に閉じる閉状態と完全に開く開状態とに切り換え可能な、いわゆるオンオフバルブである。
The
エンジン10は、主に、吸気通路1から供給された吸気を燃焼室11内に導入する吸気バルブ12と、燃焼室11に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁13と、燃焼室11内に供給された吸気と燃料との混合気に点火する点火プラグ14と、燃焼室11内での混合気の燃焼により往復運動するピストン15と、ピストン15の往復運動により回転されるクランクシャフト16と、燃焼室11内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路25へ排出する排気バルブ17と、を有する。
The
また、エンジン10は、吸気バルブ12及び排気バルブ17のそれぞれの動作タイミング(バルブの開閉時期に相当する)を、可変バルブタイミング機構(Variable Valve Timing Mechanism)としての可変吸気バルブ機構18及び可変排気バルブ機構19によって可変に構成されている。可変吸気バルブ機構18及び可変排気バルブ機構19としては、公知の種々の形式を適用可能であるが、例えば電磁式又は油圧式に構成された機構を用いて、吸気バルブ12及び排気バルブ17の動作タイミングを変化させることができる。
Further, the
排気通路25には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によってコンプレッサ4aを駆動する、ターボ過給機4のタービン4bと、例えばNOx触媒や三元触媒や酸化触媒などの、排気ガスの浄化機能を有する触媒装置35a、35bが設けられている。以下では、これらの触媒装置35a、35bを区別しないで用いる場合には、単に「触媒装置35」と表記する。
The
また、排気通路25上には、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路1に還流させるEGR装置26が設けられている。EGR装置26は、一端がタービン4bの上流側の排気通路25に接続され、他端がコンプレッサ4aの下流側で且つスロットルバルブ11の下流側の吸気通路1に接続されたEGR通路27と、EGRガスを冷却するEGRクーラ28と、EGR通路27を流れるEGRガス量(流量)を制御するEGRバルブ29と、を有する。このEGR装置26は、いわゆる高圧EGR装置(HPL(High Pressure Loop)EGR装置)に相当する。
Further, an
また、排気通路25には、排気ガスを、ターボ過給機4のタービン4bを通過させずに迂回させるタービンバイパス通路30が設けられている。このタービンバイパス通路30には、タービンバイパス通路30を流れる排気ガスの流量を制御するウェイストゲートバルブ(以下「WGバルブ」と称する)31が設けられている。
The
また、排気通路25においては、EGR通路27の上流側の接続部分とタービンバイパス通路30の上流側の接続部分との間の通路が、第1通路25aと第2通路25bとに分岐されている。第1通路25aは第2通路25bよりも径が大きく、換言すると第2通路25bは第1通路25aよりも径が小さく、第1通路25aには開閉バルブ25cが設けられている。開閉バルブ25cが開いている場合には、排気ガスは基本的には第1通路25aに流れ、開閉バルブ25cが閉じている場合には、排気ガスは第2通路25bにのみ流れる。そのため、開閉バルブ25cが閉じている場合には、開閉バルブ25cが開いている場合よりも、排気ガスの流速が大きくなる。開閉バルブ25cは低回転数領域において閉じられ、流速が上昇された排気ガスをターボ過給機4のタービン4bに供給して、低回転域でもターボ過給機4による過給が行えるようになっている。
Further, in the
エンジンシステム100には、当該エンジンシステム100に関する各種の状態を検出するセンサ40〜54が設けられている。これらセンサ40〜54は、具体的には以下の通りである。アクセル開度センサ40は、アクセルペダルの開度(ドライバがアクセルペダルを踏み込んだ量に相当する)であるアクセル開度を検出する。エアフローセンサ41は、エアクリーナ3とコンプレッサ4aとの間の吸気通路1を通過する吸気の流量に相当する吸入空気量を検出する。温度センサ42は、エアクリーナ3とコンプレッサ4aとの間の吸気通路1を通過する吸気の温度を検出する。圧力センサ43は、過給圧を検出する。スロットル開度センサ44は、スロットルバルブ6の開度であるスロットル開度を検出する。圧力センサ45は、エンジン10に供給される吸気の圧力に相当するインマニ圧(サージタンク7内の圧力)を検出する。クランク角センサ46は、クランクシャフト16におけるクランク角を検出する。吸気側カム角センサ47は、吸気カムシャフトのカム角を検出する。排気側カム角センサ48は、排気カムシャフトのカム角を検出する。温度センサ49は、エンジン10の冷却水の温度(水温)を検出する。WG開度センサ50は、WGバルブ31の開度を検出する。O2センサ51は、触媒装置35aの上流側の排気ガス中の酸素濃度を検出し、O2センサ52は、触媒装置35aと触媒装置35bとの間の排気ガス中の酸素濃度を検出する。車速センサ53は、車両の速度(車速)を検出する。ノックセンサ54は、例えばエンジン10のシリンダブロックに設けられ、エンジン10のノッキングによる振動を検出する。これらの各種センサ40〜54は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号S140〜S154をPCM60に出力する。
The
また、PCM60には、車両の自動変速機を制御するTCM70(Transmission Control Module)から自動変速機に関する各種情報(例えば現在の変速段、変速を行う変速点に達したか否か、次変速段に変速したときのエンジン回転数など)が入力される。
The
PCM60は、上述した各種センサ40〜54から入力された検出信号S140〜S154、及び、TCM70から入力された自動変速機に関する各種情報に基づいて、エンジンシステム100内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、図2に示すように、PCM60は、スロットルバルブ6に制御信号S106を供給して、スロットルバルブ6の開閉時期やスロットル開度を制御し、エアバイパスバルブ9に制御信号S109を供給して、エアバイパスバルブ9の開閉を制御し、WGバルブ31に制御信号S131を供給して、WGバルブ31の開度を制御し、燃料噴射弁13に制御信号S113を供給して、燃料噴射量や燃料噴射タイミングを制御し、点火プラグ14に制御信号S114を供給して、点火時期を制御し、可変吸気バルブ機構18及び可変排気バルブ機構19のそれぞれに制御信号S118、S119を供給して、吸気バルブ12及び排気バルブ17の動作タイミングを制御し、EGRバルブ29に制御信号S129を供給して、EGRバルブ29の開度を制御する。
The
特に、本実施形態では、PCM60は、エンジン10の現在の運転状態に基づき、自動変速機による変速後の変速段においてエンジン10が出力可能な上限トルクを予測し、ドライバが要求する駆動力を変速後の変速段において上限トルクにより実現可能である場合、TCM70により自動変速機に変速を実行させ、ドライバ要求駆動力を実現可能ではない場合、自動変速機に現在の変速段を保持させることにより、変速後にドライバ要求駆動力が得られない場合には変速点に到達した場合でも現在の変速段を保持し、変速ショックの発生を防止する。PCM60は、本発明における「ターボ過給機付きエンジンの制御装置」に相当し、本発明における「ドライバ要求駆動力決定手段」、「上限トルク予測手段」及び「変速制御手段」として機能する。
In particular, in the present embodiment, the
PCM60の各構成要素は、CPU、当該CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのROMやRAMの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
Each component of the
<エンジン制御処理>
次に、図3を参照して、本発明の実施形態において行われるエンジン10の基本制御について説明する。図3は、本発明の実施形態によるエンジン制御処理のフローチャートである。このエンジン制御処理は、車両のイグニッションがオンにされ、PCM60に電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。
<Engine control processing>
Next, basic control of the
エンジン制御処理が開始されると、図3に示すように、ステップS1において、PCM60は車両の運転状態に関する各種情報を取得する。具体的には、PCM60は、アクセル開度センサ40が検出したアクセル開度、エアフローセンサ41が検出した吸入空気量、車速センサ53が検出した車速、ノックセンサ54が検出したノッキングの有無、車両の変速機に現在設定されている変速段等を取得する。
When the engine control process is started, as shown in FIG. 3, in step S <b> 1, the
次に、ステップS2において、PCM60は、ステップS1において取得された車両の運転状態に基づき、目標加速度を設定する。具体的には、PCM60は、種々の車速及び種々の変速段について規定された加速度特性マップ(予め作成されてメモリなどに記憶されている)の中から、現在の車速及び変速段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して、アクセル開度センサ40によって検出されたアクセル開度に対応する目標加速度を決定する。
Next, in step S2, the
次に、ステップS3において、PCM60は、ステップS2において決定した目標加速度を実現するためのエンジン10の目標トルクを決定する。この場合、PCM60は、現在の車速、変速段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジン10が出力可能なトルクの範囲内で、目標トルクを決定する。
Next, in step S3, the
また、ステップS2〜S3の処理と並行して、ステップS4において、PCM60は、ステップS1においてノックセンサ54から取得した検出信号に基づき、ノッキングが検出されたか否かを判定する。
その結果、ノッキングが検出された場合、ステップS5に進み、PCM60は、ノッキングを抑制するために点火時期を遅角側に補正するときの補正量(点火リタード量)を増大させる。一方、ノッキングが検出されなかった場合、ステップS6に進み、PCM60は、点火リタード量を減少させる。これにより、ノックセンサ54によりノッキングが検出される度に点火時期は徐々に遅角側に補正され、ノッキングが検出されない場合、点火時期は進角側に戻される。ただし、点火リタード量は、燃焼効率の著しい悪化や失火を考慮した燃焼安定性の観点から予め実験により定められたリタード限界を超えないように設定される。
In parallel with the processing in steps S2 to S3, in step S4, the
As a result, when knocking is detected, the process proceeds to step S5, and the
ステップS3、及び、ステップS5又はS6の後、ステップS7に進み、PCM60は、ステップS1において取得した現在のエンジン回転数及びステップS3において決定した目標トルクを含むエンジン10の運転状態に応じて、点火プラグ14による基準点火時期を設定する。具体的には、PCM60は、目標トルクにフリクションロスやポンピングロスによる損失トルクを加味した目標図示トルクを算出し、種々の充填効率及び種々のエンジン回転数について点火時期と図示トルクとの関係を規定した点火進角マップ(予め作成されてメモリなどに記憶されている)の中から、現在のエンジン回転数に対応し且つノッキングが発生しない範囲(各点火進角マップにおいて予め設定されたノック限界点火時期よりも遅角側の範囲)で可能な限りMBTに近い点火時期の場合に目標図示トルクが得られる点火進角マップを選択し、選択した点火進角マップを参照して、目標図示トルクに対応する点火時期を基準点火時期として設定する。そして、PCM60は、設定した基準点火時期を、ステップS5又はS6において設定した点火リタード量だけ遅角側に補正する。
After step S3 and step S5 or S6, the process proceeds to step S7, where the
次に、ステップS8において、PCM60は、ステップS3により決定された目標トルクをエンジン10に出力させるための目標充填効率を設定する。具体的には、PCM60は、目標図示トルクを出力するために必要な熱量(要求熱量)を求め、この要求熱量を発生させるために必要な目標充填効率を求める。PCM60は、ステップS7において基準点火時期をステップS5又はS6において設定した点火リタード量だけ遅角させる場合には、この点火リタード量に応じて目標充填効率を増大させ、目標トルクがエンジン10から適切に出力されるようにする。
Next, in step S8, the
次に、ステップS9において、PCM60は、ステップS8において設定した目標充填効率に相当する空気がエンジン10に導入されるように、エアフローセンサ31が検出した空気量を考慮して、スロットルバルブ6の開度と、可変吸気バルブ機構18を介した吸気バルブ12の開閉時期とを決定する。
Next, in step S9, the
次に、ステップS10において、PCM60は、ステップS10において決定したスロットル開度及び吸気バルブ12の開閉時期に基づき、スロットルバルブ6及び可変吸気バルブ機構18を制御するとともに、エンジン10の運転状態等に応じて決定された目標当量比と、エアフローセンサ41の検出信号S141等に基づき推定した実空気量とに基づき、燃料噴射弁13を制御する。
Next, in step S10, the
また、ステップS9〜S10の処理と並行して、ステップS11において、PCM60は、ターボ過給機4による目標過給圧を取得する。例えば、種々のエンジン回転数について目標トルクと目標過給圧との関係を示すマップが予めメモリ等に記憶されており、PCM60は、そのマップを参照し、現時点でのエンジン回転数及びステップS3において決定した目標トルクに対応する目標過給圧を取得する。
In parallel with the processing in steps S9 to S10, in step S11, the
次に、ステップS12において、PCM60は、ステップS11において取得した目標過給圧を実現するための、WGバルブ31の開度を決定する。
Next, in step S12, the
次に、ステップS13において、PCM60は、ステップS12において設定した開度に基づき、WGバルブ31のアクチュエータを制御する。この場合、PCM10は、ステップS12において設定した開度に応じてWGバルブ31のアクチュエータを制御すると共に、圧力センサ43により検出される過給圧を、ステップS11において取得した目標過給圧に近づけるようにアクチュエータをフィードバック制御する。
Next, in step S13, the
また、ステップS9〜S10及びステップS11〜S13の処理と並行して、ステップS14において、PCM60は、ステップS7において設定した点火時期に点火が行われるように、点火プラグ14を制御する。
ステップS10、S13及びS14の後、PCM60は、エンジン制御処理を終了する。
In parallel with the processing in steps S9 to S10 and steps S11 to S13, in step S14, the
After steps S10, S13, and S14, the
<変速制御処理>
次に、図4を参照して、本発明の実施形態において行われる自動変速機の変速制御処理について説明する。図4は、本発明の実施形態による変速制御処理のフローチャートである。この変速制御処理は、PCM60によって所定の周期で繰り返し実行され、また、図3に示したエンジン制御処理と並行して実行される。
<Transmission control process>
Next, with reference to FIG. 4, the shift control process of the automatic transmission performed in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a flowchart of the shift control process according to the embodiment of the present invention. This shift control process is repeatedly executed by the
変速制御処理が開始されると、まず、ステップS21において、PCM60は、アクセル開度センサ40、クランク角センサ46、圧力センサ43などから入力された検出信号に基づき、現時点のアクセル開度、エンジン回転数及び過給圧を取得する。
When the shift control process is started, first, in step S21, the
次に、ステップS22において、PCM60は、現在の車速において自動変速機が変速段を現変速段から次変速段に変速した場合における変速直後のエンジン回転数(以下、必要に応じて「次変速段エンジン回転数」を呼ぶ)をTCM70から取得する。この次変速段エンジン回転数は、現在の車速と次変速段の減速比とに基づいて求められる。
Next, in step S22, the
次に、ステップS23において、PCM60は、ステップS21において取得したアクセル開度及び過給圧と、ステップS22において取得した次変速段エンジン回転数に基づき、エンジン10が次変速段エンジン回転数において所定の予測時間先に出力可能な上限トルクを算出する。なお、予測時間は、目標トルクに基づきスロットルバルブ6や可変吸気バルブ機構18を制御した場合にエンジン10の出力トルクが応答するまでの時間であり、例えば200msである。
例えば、PCM60は、図3に例示したエンジン制御処理のステップS3において決定した目標トルクを取得する。そして、種々のエンジン回転数について過給圧と出力トルクとの関係を示す過給圧マップ(予め作成されてメモリ等に記憶されている)の中から現在のエンジン回転数に対応するマップを参照し、目標トルクに対応する過給圧を目標過給圧として算出する。さらに、現在の過給圧と目標過給圧との間の値(例えば、現在の過給圧と目標過給圧との間を1:9に内分した点の値)を、200ms先の予測過給圧として算出し、次変速段エンジン回転数に対応する過給圧マップにおいて予測過給圧に対応する出力トルクを、次変速段エンジン回転数において200ms先に出力可能な上限トルクとして算出する。
Next, in step S23, the
For example, the
次に、ステップS24において、PCM60は、TCM70から入力された情報に基づき、車両の運転状態が、自動変速機による変速を実行する変速点に到達したか否かを判定する。
図5は、TCM70が自動変速機の制御を行うときに参照する変速制御マップの一例である。この変速制御マップにおいて、横軸は車速を示し、縦軸はアクセル開度を表している。TCM70は、図5に例示したような変速制御マップを参照し、現在の車速及びアクセル開度に対応する変速段を目標変速段として設定する。そして、TCM70は、車速やアクセル開度の変化により目標変速段が変化した場合、車両の運転状態が変速点に到達したことを示す信号をPCM60に出力する。
Next, in step S24, the
FIG. 5 is an example of a shift control map that is referred to when the
ステップS24において、車両の運転状態が変速点に到達した場合、ステップS25に進み、PCM60は、ステップS23において算出した上限トルクにより、ドライバが要求する駆動力を自動変速機による変速後に実現できるか否かを判定する。
具体的には、PCM60は、図3に例示したエンジン制御処理のステップS2において決定した目標加速度を実現するために必要な駆動力を、アクセルペダルを操作したドライバが要求する駆動力(ドライバ要求駆動力)として決定する。また、ステップS23において算出した上限トルクと次変速段の減速比に基づき、変速後に出力可能な予測駆動力を算出する。そして、算出した予測駆動力がドライバ要求駆動力以上であればドライバ要求駆動力を変速後に実現できると判定し、予測駆動力がドライバ要求駆動力未満であればドライバ要求駆動力を変速後に実現とできない判定する。
In step S24, when the driving state of the vehicle has reached the shift point, the process proceeds to step S25, and the
Specifically, the
その結果、ステップS23において算出した上限トルクにより、ドライバ要求駆動力を変速後に実現できる場合、ステップS26に進み、PCM60は、変速制御の開始を指示する旨の信号をTCM70に出力する。
一方、ステップS24において車両の運転状態が変速点に到達していない場合、又は、ステップS25において、上限トルクによりドライバ要求駆動力を変速後に実現できない場合、ステップS27に進み、PCM60は、変速制御を行わずに現変速段を保持することを指示する旨の信号をTCM70に出力する。
ステップS26又はS27の後、PCM60は変速制御処理を終了する。
As a result, when the driver-requested driving force can be realized after the shift by the upper limit torque calculated in step S23, the process proceeds to step S26, and the
On the other hand, if the driving state of the vehicle has not reached the shift point in step S24, or if the driver-requested driving force cannot be realized after the shift by the upper limit torque in step S25, the process proceeds to step S27, and the
After step S26 or S27, the
<エンジンの動作>
次に、図6を参照して、本発明の実施形態による変速制御処理を実行した場合のエンジンの動作を説明する。図6は、本発明の実施形態による変速制御処理を実行した場合のタイムチャートの一例である。具体的には、図6では、上から順に、アクセル開度、エンジン回転数、現過給圧、出力トルク、変速段、次変速段エンジン回転数、次変速段での上限トルクを示している。
<Engine operation>
Next, with reference to FIG. 6, the operation of the engine when the shift control process according to the embodiment of the present invention is executed will be described. FIG. 6 is an example of a time chart when the shift control process according to the embodiment of the present invention is executed. Specifically, FIG. 6 shows, in order from the top, the accelerator opening, the engine speed, the current boost pressure, the output torque, the shift stage, the next shift stage engine speed, and the upper limit torque at the next shift stage. .
図6に示すように、時刻t0においてアクセル開度が増大し始めると、それに応じて出力トルクを増大させるようにエンジン10の制御が行われ、エンジン回転数も徐々に増大する。また、次変速段エンジン回転数(図6では現在の車速において自動変速機が変速段を1速から2速に変速した場合における変速直後のエンジン回転数)も現変速段(図6では1速)でのエンジン回転数と同じように増大する。
As shown in FIG. 6, when the accelerator opening starts to increase at time t0, the
時刻t1において車両の運転状態が変速点に到達した場合、PCM60は、時刻t1の車速における次変速段エンジン回転数NeaをTCM70から取得し、時刻t1でのアクセル開度APO及び過給圧Pnに基づき、次変速段エンジン回転数Neaで200ms先に出力可能な上限トルクTqaを算出する。そして、上限トルクTqaと次変速段(2速)の減速比に基づき、変速後に出力可能な予測駆動力を算出し、予測駆動力がドライバ要求駆動力以上か否かを判定する。
When the driving state of the vehicle reaches the shift point at time t1, the
予測駆動力がドライバ要求駆動力以上である場合、PCM60は変速制御の開始を指示する旨の信号をTCM70に出力する。TCM70は自動変速機の変速制御を開始し、時刻t2において変速段が次変速段(2速)に切り替わる。この場合、変速直後にエンジン10が出力可能な駆動力はドライバ要求駆動力以上であるので、駆動力不足により変速ショックが生じることはない。
If the predicted driving force is equal to or greater than the driver request driving force, the
一方、予測駆動力がドライバ要求駆動力未満である場合、PCM60は変速制御を行わずに現変速段を保持することを指示する旨の信号をTCM70に出力する。したがって、TCM70は自動変速機の変速制御を行わず、時刻t2においても変速段は現変速段(1速)に保持される。すなわち、過給圧の上昇遅れ等により変速後の変速段においてドライバ要求駆動力が得られない場合には変速を行わないので、駆動力不足により変速ショックが生じることを防止できる。
On the other hand, when the predicted driving force is less than the driver required driving force, the
<作用効果>
次に、上述した本発明の実施形態によるターボ過給機付きエンジンの制御装置の作用効果を説明する。
<Effect>
Next, the effect of the control apparatus for the turbocharged engine according to the above-described embodiment of the present invention will be described.
まず、PCM60は、エンジン10の現在の運転状態に基づき、自動変速機による変速後の変速段においてエンジン10が出力可能な上限トルクを予測し、アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき決定したドライバ要求駆動力を、自動変速機による変速後に上限トルクにより実現可能である場合、自動変速機に変速を実行させ、ドライバ要求駆動力を変速後に上限トルクにより実現可能ではない場合、自動変速機に現在の変速段を保持させるので、過給圧の上昇遅れ等により変速後の変速段においてドライバ要求駆動力が得られない運転状態であるにも関わらず変速を実行して変速ショックを引き起こすことを防止することができ、スムーズな変速が行われるようにエンジンを制御することができる。
First, the
また、PCM60は、変速後の変速段におけるエンジン回転数とターボ過給機4による現在の過給圧とに基づき、上限トルクを予測するので、例えばエンジン回転数が低く十分な過給圧が得られない場合でも、その状態を反映してエンジン10が出力可能な上限トルクを正確に予測することができ、これにより、ドライバ要求駆動力を自動変速機による変速後に上限トルクにより実現可能か否かを正確に判定して、変速ショックを引き起こすことなくスムーズな変速が行われるようにエンジンを制御することができる。
Further, since the
1 吸気通路
4 ターボ過給機
4a コンプレッサ
4b タービン
6 スロットルバルブ
10 エンジン
13 燃料噴射弁
14 点火プラグ
18 可変吸気バルブ機構
25 排気通路
31 WGバルブ
40 アクセル開度センサ
43 圧力センサ
53 車速センサ
60 PCM
70 TCM
100 エンジンシステム
1 intake passage 4
70 TCM
100 engine system
Claims (1)
アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき、ドライバが要求するドライバ要求駆動力を決定するドライバ要求駆動力決定手段と、
上記エンジンの現在の運転状態に基づき、上記自動変速機による変速後の変速段において上記エンジンが出力可能な上限トルクを予測する上限トルク予測手段と、
上記ドライバ要求駆動力を上記自動変速機による変速後に上記上限トルクにより実現可能である場合、上記自動変速機に変速を実行させ、上記ドライバ要求駆動力を上記自動変速機による変速後に上記上限トルクにより実現可能ではない場合、上記自動変速機に現在の変速段を保持させる変速制御手段と、
種々のエンジン回転数に対応する、上記ターボ過給機による過給圧と、上記エンジンの出力トルクと、の関係を示す過給圧マップを記憶しているメモリと、
を有し、
現在の車両の運転状態に基づいて上記エンジンが出力可能なトルクの範囲内で上記目標トルクを決定し、
現在のエンジン回転数に対応する上記過給圧マップを参照し、上記目標トルクに対応する過給圧を目標過給圧として算出し、
現在の上記ターボ過給機による過給圧と上記目標過給圧との間の値を変速後の予測過給圧として算出し、
変速後の変速段におけるエンジン回転数に対応する上記過給圧マップを参照し、上記予測過給圧に対応する上記エンジンの出力トルクを上記上限トルクとして算出することを特徴とするターボ過給機付きエンジンの制御装置。 A control device for an engine with a turbocharger that controls an engine having an automatic transmission and a turbocharger so as to output a target torque,
Driver requested driving force determining means for determining a driver requested driving force requested by the driver based on a driving state of the vehicle including an operation of an accelerator pedal;
Upper limit torque predicting means for predicting an upper limit torque that can be output by the engine at a shift stage after the shift by the automatic transmission based on the current operating state of the engine;
When the driver-requested driving force can be realized by the upper limit torque after shifting by the automatic transmission, the automatic transmission is caused to perform a shift, and the driver-requested driving force is changed by the upper limit torque after the shifting by the automatic transmission. If not feasible, shift control means for holding the current shift stage in the automatic transmission ,
A memory storing a supercharging pressure map showing a relationship between a supercharging pressure by the turbocharger corresponding to various engine speeds and an output torque of the engine;
I have a,
The target torque is determined within a range of torque that the engine can output based on the current driving state of the vehicle,
With reference to the boost pressure map corresponding to the current engine speed, the boost pressure corresponding to the target torque is calculated as the target boost pressure,
A value between the current supercharging pressure by the turbocharger and the target supercharging pressure is calculated as a predicted supercharging pressure after shifting,
A turbocharger, wherein the turbocharger calculates the output torque of the engine corresponding to the predicted boost pressure as the upper limit torque with reference to the boost pressure map corresponding to the engine speed at the shift speed after the shift. Engine control unit.
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