JP6809052B2 - Internal combustion engine output estimation means and methods, and vehicle driving force control system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の実使用状態における出力を気象条件に基づいて推定する内燃機関の出力推定手段及び方法、並びに車両の駆動力制御システムに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine output estimation means and method for estimating the output of an internal combustion engine in an actual use state based on weather conditions, and a vehicle driving force control system.
特許文献1には、エンジンの出力とエンジンの回転速度とスロットルバルブの開度との関係を示す情報(エンジン出力マップ)に基づいて、検出されたエンジンの回転数からスロットルバルブの開度を調整することで、エンジンの出力を制御する技術が開示されている。
In
ところが、エンジンの実使用状態における出力は、その実使用状態における気象条件によって、エンジン出力マップで規定されたエンジンの出力に対し、ずれが生ずるという課題がある。 However, there is a problem that the output of the engine in the actual use state deviates from the output of the engine specified in the engine output map depending on the weather conditions in the actual use state.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、内燃機関の実使用状態における出力を精度良く推定できる内燃機関の出力推定手段及び方法、並びに車両の駆動力制御システムを提供することにある。 An object of the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides an internal combustion engine output estimation means and method capable of accurately estimating the output of an internal combustion engine in an actual use state, and a vehicle driving force control system. To do.
本発明に係る内燃機関の出力推定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力である標準状態出力を演算する標準状態出力演算部と、前記内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて、前記内燃機関の前記標準状態出力を修正するための推定用修正係数を演算する修正係数演算部と、前記内燃機関の前記標準状態出力から前記推定用修正係数を用いて、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力推定値である実使用状態出力推定値を演算して推定する実使用状態出力推定部と、を有し、前記修正係数演算部は、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正するための、気象条件の関数として規定される実使用状態大気修正係数と、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、同じく標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正する標準状態大気修正係数と、を算出し、前記実使用状態大気修正係数と前記標準状態大気修正係数との差を、これらの大気修正係数の気象条件変動値として算出し、この大気修正係数の気象条件変動値に対して調整係数を乗ずることで前記推定用修正係数を算出するよう構成されたことを特徴とするものである。 The output estimation means of the internal combustion engine according to the present invention includes a standard state output calculation unit that calculates a standard state output that is the output of the internal combustion engine under standard weather conditions based on the operating state of the internal combustion engine, and the internal combustion engine. A correction coefficient calculation unit that calculates an estimation correction coefficient for correcting the standard state output of the internal combustion engine based on the weather conditions in the actual use state, and the estimation correction coefficient from the standard state output of the internal combustion engine. The actual use state output estimation unit that calculates and estimates the actual use state output estimated value, which is the output estimate value of the internal combustion engine under the weather conditions of the actual use state, is provided, and the correction coefficient calculation unit is provided. , The actual use state atmospheric correction coefficient defined as a function of the meteorological condition and the standard state for correcting the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions in the actual use state to the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions in the standard state. The standard state atmosphere correction coefficient for correcting the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions of the above to the output of the internal combustion engine under the same standard state weather conditions is calculated, and the actual use state atmosphere correction coefficient and the standard state atmosphere correction are calculated. The difference from the coefficient is calculated as the weather condition fluctuation value of these atmospheric correction coefficients, and the correction coefficient for estimation is calculated by multiplying the weather condition fluctuation value of this atmospheric correction coefficient by the adjustment coefficient . It is characterized by that.
また、本発明に係る内燃機関の出力推定方法は、内燃機関の運転状態に基づいて標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力である標準状態出力を演算する標準状態出力演算ステップと、前記内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて、前記内燃機関の前記標準状態出力を修正するための推定用修正係数を演算する修正係数演算ステップと、前記内燃機関の前記標準状態出力から前記推定用修正係数を用いて、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力推定値である実使用状態出力推定値を演算して推定する実使用状態出力推定ステップと、を有し、前記修正係数演算ステップでは、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正するための、気象条件の関数として規定される実使用状態大気修正係数と、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、同じく標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正する標準状態大気修正係数と、を算出し、前記実使用状態大気修正係数と前記標準状態大気修正係数との差を、これらの大気修正係数の気象条件変動値として算出し、この大気修正係数の気象条件変動値に対して調整係数を乗ずることで前記推定用修正係数を算出することを特徴とするものである。 Further, the output estimation method of the internal combustion engine according to the present invention includes a standard state output calculation step for calculating a standard state output which is an output of the internal combustion engine under standard weather conditions based on the operating state of the internal combustion engine, and the internal combustion. A correction coefficient calculation step for calculating an estimation correction coefficient for correcting the standard state output of the internal combustion engine based on the meteorological conditions in the actual use state of the engine, and the estimation from the standard state output of the internal combustion engine. The correction coefficient calculation includes an actual use state output estimation step for calculating and estimating an actual use state output estimated value which is an output estimate value of the internal combustion engine under the weather conditions of the actual use state using the correction coefficient. In the step, the actual use state atmospheric correction coefficient defined as a function of the meteorological condition for correcting the output of the internal combustion engine under the actual use state meteorological condition to the output of the internal combustion engine under the standard state meteorological condition, and A standard state atmospheric correction coefficient for correcting the output of the internal combustion engine under standard weather conditions to the output of the internal combustion engine under standard weather conditions is calculated, and the actual use state atmospheric correction coefficient and the standard state are calculated. The difference from the atmospheric correction coefficient is calculated as the weather condition fluctuation value of these atmospheric correction coefficients, and the estimation correction coefficient is calculated by multiplying the weather condition fluctuation value of this atmospheric correction coefficient by the adjustment coefficient. It is a feature.
更に、本発明に係る車両の駆動力制御システムは、内燃機関と、この内燃機関により駆動される駆動輪とを備えた車両における前記内燃機関の出力を制御することで、前記駆動輪に作用する駆動力を制御する車両の駆動力制御システムであって、前記内燃機関の運転状態に基づいて標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力である標準状態出力を演算する標準状態出力演算部と、前記内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて、前記内燃機関の前記標準状態出力を修正するための推定用修正係数を演算する修正係数演算部と、前記内燃機関の前記標準状態出力から前記推定用修正係数を用いて、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力推定値である実使用状態出力推定値を演算して推定する実使用状態出力推定部と、前記実使用状態出力推定値を減速機構の減速比により補正することで前記駆動輪に作用する駆動力を演算して推定する駆動力推定部と、を有し、前記修正係数演算部は、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正するための、気象条件の関数として規定される実使用状態大気修正係数と、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、同じく標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正する標準状態大気修正係数と、を算出し、前記実使用状態大気修正係数と前記標準状態大気修正係数との差を、これらの大気修正係数の気象条件変動値として算出し、この大気修正係数の気象条件変動値に対して調整係数を乗ずることで前記推定用修正係数を算出するよう構成されたことを特徴とするものである。 Further, the vehicle driving force control system according to the present invention acts on the driving wheels by controlling the output of the internal combustion engine in a vehicle including the internal combustion engine and the driving wheels driven by the internal combustion engine. a driving force control system for a vehicle for controlling the driving force, and the standard-state output calculator for calculating the standard state output which is the output of the internal combustion engine in weather conditions in the standard state based on the operating state of the internal combustion engine, A correction coefficient calculation unit that calculates an estimation correction coefficient for correcting the standard state output of the internal combustion engine based on the weather conditions in the actual use state of the internal combustion engine, and the standard state output of the internal combustion engine. The actual use state output estimation unit that calculates and estimates the actual use state output estimated value, which is the output estimate value of the internal combustion engine under the weather conditions of the actual use state, and the actual use state output estimation using the correction coefficient for estimation. It has a driving force estimation unit that calculates and estimates the driving force acting on the driving wheels by correcting the value by the reduction ratio of the reduction engine, and the correction coefficient calculation unit is in a weather condition in an actual use state. The actual operating state atmospheric correction coefficient defined as a function of the weather conditions for correcting the output of the internal combustion engine to the output of the internal combustion engine under the standard state weather conditions, and the internal combustion engine under the standard state weather conditions. The standard state atmosphere correction coefficient for correcting the output to the output of the internal combustion engine under the same standard state weather conditions is calculated, and the difference between the actual use state atmosphere correction coefficient and the standard state atmosphere correction coefficient is calculated. It is characterized in that it is calculated as the weather condition fluctuation value of the atmospheric correction coefficient, and the estimation correction coefficient is calculated by multiplying the weather condition fluctuation value of the atmospheric correction coefficient by the adjustment coefficient. ..
本発明によれば、内燃機関の運転状態から演算した内燃機関の標準状態出力を、内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて演算した推定用修正係数を用いて修正して、内燃機関の実使用状態出力を推定することから、内燃機関の実使用状態の気象条件における出力(実使用状態出力)を精度良く推定できる。 According to the present invention, the standard state output of an internal combustion engine calculated from the operating state of the internal combustion engine is corrected by using an estimation correction coefficient calculated based on the weather conditions in the actual use state of the internal combustion engine. Since the output in the actual use state is estimated, the output in the meteorological condition of the actual use state of the internal combustion engine (actual use state output) can be estimated accurately.
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る車両の駆動力制御システムの一実施形態が適用された自動二輪車を示す左側面図である。また、図2は、図1の車両の駆動力制御システムを示すブロック図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、車両乗車時の運転者を基準にしたものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a left side view showing a motorcycle to which one embodiment of the vehicle driving force control system according to the present invention is applied. Further, FIG. 2 is a block diagram showing a driving force control system for the vehicle of FIG. In the present embodiment, the expressions of front / rear, left / right, and up / down are based on the driver when the vehicle is on board.
図1に示すように、自動二輪車1は車体フレーム2を有し、その前方にヘッドパイプ3が設けられる。ヘッドパイプ3には、図示しないサスペンション機構を内装し且つ前輪4を回転自在に支持する左右一対のフロントフォーク5及びハンドルバー6等から構成されるステアリング機構7が設けられる。ハンドルバー6の操作によって前輪4が左右に回動自在に操舵される。
As shown in FIG. 1, the
一方、車体フレーム2は、例えばツインチューブ型であってヘッドパイプ3の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に後斜め下方へ延びる左右一対のタンクレールを兼ねたメインフレーム8と、このメインフレーム8の後端部に接続され、下方へ向かって延びる左右一対のセンターフレーム9と、これらのセンターフレーム9から後斜め上方に延びる左右一対のシートレール10と、を有して構成される。
On the other hand, the
メインフレーム8の上方には燃料タンク11が配置され、シートレール10の上方には運転シート12が配置される。また、センターフレーム9にはピボット軸13が架設され、このピボット軸13にスイングアーム14がピボット軸13廻りにスイング自在に枢着されると共に、このスイングアーム14の後端に後輪15が回転自在に軸支される。そして、前輪4と後輪15間の車両中央下部で且つ燃料タンク11の下方に、内燃機関としてのエンジン16が配置される。更に、この自動二輪車1では車両の前部が流線形のカウリング17で覆われており、車両走行中の空気抵抗の低減と走行風圧からの運転者の保護とが図られている。
The
エンジン16は、図示しない燃焼室、並びにこの燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートを備え、吸気ポートに吸気管18、スロットルボディ19及びエアクリーナ20が順次接続される。スロットルボディ19はスロットルバルブ21(図2)を備え、また、吸気管18またはスロットルボディ19に燃料インジェクタ22が設置される。また、エンジン16には、燃焼室の上部に点火装置23(図2)を構成する点火プラグ(不図示)が設置されている。また、上記排気ポートに排気管24及び排気マフラ25が順次接続されている。
The
エンジン16の作動時には、エアクリーナ20にて清浄化された空気が、スロットルボディ19のスロットルバルブ21により流量調整され、吸気管18を介して吸気ポートから燃焼室内に吸入されると共に、燃料インジェクタ22により燃焼室内に燃料が噴射される。これにより、燃焼室内で空気と燃料の混合気が生成され、この混合気が、点火プラグにより点火されて燃焼室内で燃焼する。この混合気の燃焼により生じた排ガスは、排気ポートを通り排気管24を経て排気マフラ25から排出される。
When the
エンジン16では、混合気の燃焼により図示しないピストンが往復運動し、この往復運動がクランクシャフト(不図示)の回転運動に変換され、図示しない減速機構へ伝達される。この減速機構の回転が、図示しないチェーン等を介して後輪15へ伝達されて、この後輪15が駆動される。この後輪15に作用する駆動力は、図2に示す駆動力制御システム30がエンジン16の出力、即ちクランクシャフトの回転力を制御することで制御される。
In the
駆動力制御システム30は、図2に示すように、エンジン16の運転状態を検出するエンジン回転数センサ31及びスロットル開度センサ32と、エンジン16の実使用状態における気象条件を検出する吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34及び大気圧センサ35と、自動二輪車1の走行条件を検出する前輪速度センサ36、後輪速度センサ37及び慣性センサ38と、演算ユニット40が備える標準状態出力演算部41、修正係数演算部42、実使用状態出力推定部43、後輪駆動力推定部44、限界後輪駆動力演算部45及び出力制御部46と、エンジン16の出力を制御するための制御対象である前述のスロットルバルブ21、燃料インジェクタ22及び点火装置23と、を有して構成される。
As shown in FIG. 2, the driving
このうち、標準状態出力演算部41、修正係数演算部42、実使用状態出力推定部43、エンジン回転数センサ31、スロットル開度センサ32、吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34及び大気圧センサ35が、エンジン16の出力推定手段47を構成する。
Of these, the standard state
図1に示すように、エンジン回転数センサ31はエンジン16に設置され、このエンジン16のクランクシャフトの回転数をエンジン回転数として検出する。また、スロットル開度センサ32は、スロットルボディ19に設置され、このスロットルボディ19内のスロットルバルブ21の開度をスロットル開度として検出する。これらのエンジン回転数センサ31及びスロットル開度センサ32のそれぞれの検出値(エンジン回転数、スロットル開度)であるエンジンの運転状態は、標準状態出力演算部41へ送信される。
As shown in FIG. 1, the
吸気温度センサ33及び吸気湿度センサ34は、例えばエアクリーナ20の内部に設置され、吸気温度センサ33がエンジン16の燃焼室に吸入される空気(吸気)の温度を検出する。また、吸気湿度センサ34は、上記吸気の湿度を検出する。大気圧センサ35は、例えば運転シート12の下方に設置されて大気圧を検出する。これらの吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34及び大気圧センサ35の検出値である気象条件としての吸気温度、吸気湿度及び大気圧は、修正係数演算部42へ送信される。
The intake
前輪速度センサ36は、フロントフォーク5の下端部に設置され、前輪4の回転速度を検出する。また、後輪速度センサ37は、スイングアーム14の後輪15側の端部に設置され、後輪15の回転速度を検出する。更に、慣性センサ38は、例えば運転シート12の下方に設置され、自動二輪車1に作用する加速度と角速度を検出する。これらの前輪速度センサ36、後輪速度センサ37及び慣性センサ38の検出値は、限界後輪駆動力推定部45へ送信される。
The front
演算ユニット40は、例えば運転シート12の下方に設置される。この演算ユニット40の標準状態出力演算部41は、標準状態の気象条件(吸気温度20℃、吸気湿度60%、大気圧1013hPa)におけるエンジン16の出力(トルク)と、エンジン回転数及びスロットル開度との関係を規定した図3に示すエンジン出力マップを格納している。このエンジン出力マップでは、スロットル開度は、実線Aの場合が0%、破線Bの場合が10%、1点鎖線Cの場合が40%、2点鎖線Dの場合が60%、実線Eの場合が100%である。
The
そして、標準状態出力演算部41は、エンジン回転数センサ31、スロットル開度センサ32のそれぞれにて取得されて入力されたエンジン回転数、スロットル開度を上記エンジン出力マップに照合させることで、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力である標準状態出力を演算する。
Then, the standard state
修正係数演算部42は、吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34、大気圧センサ35のそれぞれにて取得されて入力されたエンジン16の実使用状態における気象条件(吸気湿度、吸気温度、大気圧)に基づいて、標準状態出力演算部41にて求められたエンジン16の標準状態出力を修正するための推定用修正係数K2を演算する。
The correction
ここで、例えば吸気が低温(または高圧)の場合には、同じ吸気量でも酸素密度が上昇することでエンジン16の燃焼効率が向上して、エンジン16の出力(トルク)が上昇する。一方、吸気が高温(または低圧)の場合には、吸気中の酸素密度が低下することで、エンジン16の出力が低下する。また、等温等圧の吸気においては、吸気の湿度が上昇するにつれてエンジン10の燃焼効率が低下し、エンジン16の出力が低下する。逆に、等温等圧の吸気において、吸気の湿度の低下に伴いエンジン16の出力が上昇する。このようにエンジン16の出力は気象条件の影響を受ける。
Here, for example, when the intake air is low temperature (or high pressure), the combustion efficiency of the
従って、修正係数演算部42は、まず、実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力(トルク)を、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)に修正するための大気修正係数Kを、吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34、大気圧センサ35のそれぞれにて取得されたエンジン16の実使用状態における気象条件(吸気温度、吸気湿度、大気圧)に基づいて、次式(1)から演算する(日本工業規格 JIS B 8013参照)。
Therefore, the correction
また、修正係数演算部42では、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)を、同じく、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)に修正するための大気修正係数をK0とすれば、実使用状態の大気修正係数Kと標準状態の大気修正係数K0との差、すなわち大気修正係数の気象条件変動値であるΔKが、次式(2)のように定義される。ここでK0=1であるので、
ΔK=K−K0=K−1 …(2)
となる。
Further, in the correction
ΔK = K-K 0 = K-1 ... (2)
Will be.
更に、修正係数演算部42では、上記差ΔKを用いて、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)を、実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力(後述の実使用状態出力)に修正するための推定用修正係数K2が、次式(3)により定義される。
K2=1/(C×ΔK+1) …(3)
ここで、Cは、エンジン16の実使用状態出力推定値を調整するための調整係数である(詳しくは後述する)。
Further, the correction
K 2 = 1 / (C × ΔK + 1)… (3)
Here, C is an adjustment coefficient for adjusting the actual usage state output estimated value of the engine 16 (details will be described later).
従って、修正係数演算部42は、式(1)に示すように、大気修正係数Kがエンジン16の実使用状態における気象条件の関数として規定されることから、吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34、大気圧センサ35のそれぞれにて取得されたエンジン16の実使用状態における気象条件(吸気温度、吸気湿度、大気圧)と、式(1)とから大気修正係数Kを求め、更に、式(2)及び式(3)を用いて推定用修正係数K2を演算する。
Therefore, as shown in the equation (1), the correction
実使用状態出力推定部43は、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)から推定用修正係数K2を用いて、実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力である実使用状態出力を演算して推定する。つまり、エンジン16の標準状態出力をQ0とし、エンジン16の実使用状態出力推定値をQとしたとき、式(4)に示すように、標準状態出力Q0に推定用修正係数K2を乗じて実使用状態出力推定値Qを演算する。
Q=K2×Q0 …(4)
The actual use state
Q = K 2 x Q 0 ... (4)
ここで、上述の式(3)での調整係数Cを、例えば実験結果を参考にするなどして、予め車両毎に適宜設定することにより、エンジン16の実使用状態出力推定値Qをより精度よく算出することができる。
例えば、式(1)の大気修正係数Kのみに基いて標準状態出力に修正する場合に、気象条件の変動が大きいと修正しきれず、実際の出力値とずれる場合があることが経験的に得られている。これに対して、式(3)の様に調整係数Cを用い、この調整係数Cを1よりも大きく(例えば1.5)設定することで、大気修正係数の気象条件変動値ΔKとの積「C×ΔK」の値が大きくなり、推定用修正係数K2におけるΔKの影響が大きくなる(CによってΔKに重みづけする)。そして、この推定用修正係数K2を用いることで実使用状態出力推定値Qが補正され、上述のずれの発生を抑えることが可能になる。
このように、調整係数Cを適宜設定して、大気修正係数の気象条件変動値ΔKの影響の度合いを調整可能とすることで、車両毎の特性の違いに応じた、より精度の高い出力推定値の修正を行うことができる。
Here, by appropriately setting the adjustment coefficient C in the above equation (3) for each vehicle in advance by referring to the experimental results, for example, the actual usage state output estimated value Q of the
For example, it is empirically obtained that when the standard state output is corrected based only on the atmospheric correction coefficient K of the equation (1), the correction cannot be completed if the fluctuation of the weather condition is large, and the output value may deviate from the actual output value. Has been done. On the other hand, by using the adjustment coefficient C as in the equation (3) and setting the adjustment coefficient C to be larger than 1 (for example, 1.5), the product of the atmospheric correction coefficient with the meteorological condition fluctuation value ΔK. The value of “C × ΔK” becomes large, and the influence of ΔK on the estimation correction coefficient K2 becomes large (weighted to ΔK by C). Then, by using this estimation correction coefficient K2, the actual usage state output estimated value Q is corrected, and it becomes possible to suppress the occurrence of the above-mentioned deviation.
In this way, by appropriately setting the adjustment coefficient C and making it possible to adjust the degree of influence of the meteorological condition fluctuation value ΔK of the atmospheric correction coefficient, more accurate output estimation according to the difference in characteristics of each vehicle. You can modify the value.
後輪駆動力推定部44は、実使用状態出力推定部43が推定した実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力推定値(実使用状態出力推定値Q)を、減速機構の減速比及び後輪15の直径(後輪径)により補正することで、後輪15に作用する後輪駆動力を演算して推定する。後輪駆動力推定部44は、その推定した後輪駆動力を出力制御部46へ送信する。
The rear wheel drive
限界後輪駆動力演算部45は、前輪速度センサ36、後輪速度センサ37のそれぞれにて取得されて入力された前輪速度、後輪速度から、前輪4と後輪15との速度差を求め、この速度差から後輪15のスリップ率を算出する。また、限界後輪駆動力演算部45は、慣性センサ38にて取得されて入力された慣性力から、自動二輪車1の車両姿勢(バンク角など)を算出する。更に、限界後輪駆動力演算部45には、前輪4及び後輪15のタイヤ情報(例えば摩擦係数)、運転者の体重を含めた車両重量、路面情報(乾燥、湿潤)等が運転者などにより入力される。
The limit rear wheel driving
そして、限界後輪駆動力演算部45は、上述のスリップ率、車両姿勢、タイヤ情報、車両重量及び路面情報などの走行条件に基づいて、駆動力上限値である限界後輪駆動力を演算する。この限界後輪駆動力は、これ以上の駆動力が後輪15に作用したときに自動二輪車1がスリップし、またはウィリーする現象を呈することになる限界を示す駆動力である。
Then, the limit rear wheel driving
出力制御部46は、後輪駆動力推定部44にて推定された後輪駆動力と、限界後輪駆動力演算部45にて演算された限界後輪駆動力とを比較して、エンジン16の出力(トルク)を制御する。つまり、出力制御部46は、上記後輪駆動力が限界後輪駆動力を超えていればエンジン16の出力を低下させ、限界後輪駆動力未満であればエンジン16の出力を上昇させる。特に出力制御部46は、後輪駆動力が限界後輪駆動力を超えているときに、スロットルバルブ21のスロットル開度を減少させ、または燃料インジェクタ22によりエンジン16の一部の気筒への燃料噴射を停止させ(フューエルカット)、または点火装置23により点火時期を遅角させることで、エンジン16の出力を低下させる。
The
次に、上述のように構成された駆動力制御システム30の作用を、図4を用いて説明する。
まず、標準状態出力演算部41が、エンジン回転数センサ31、スロットル開度センサ32にてそれぞれ検出されたエンジン回転数、スロットル開度を取り込み(S1)、修正係数演算部42が、吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34、大気圧センサ35にてそれぞれ検出された吸気温度、吸気湿度、大気圧を取り込み(S2)、限界後輪駆動力演算部45が、前輪速度センサ36、後輪速度センサ37、慣性センサ38にてそれぞれ検出された前輪速度、後輪速度、慣性力を取り込む(S3)。
Next, the operation of the driving
First, the standard state
次に、標準状態出力演算部41は、ステップS1にて取り込まれたエンジン回転数及びスロットル開度を、格納したエンジン出力マップ(図3)と照合させることで、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)を演算する標準状態出力演算ステップを実行する(S4)。
Next, the standard state
また、修正係数演算部42は、ステップS2にて取り込まれた吸気温度、吸気湿度、大気圧と式(1)とから大気修正係数Kを求め、この大気修正係数Kと式(2)及び式(3)とから、標準状態出力演算部41にて演算された標準状態出力を修正するための推定用修正係数K2を演算する修正係数演算ステップを実行する(S5)。
Further, the correction
更に、限界後輪駆動力演算部45は、ステップS3にて取り込まれた前輪速度、後輪速度、慣性力、更にはタイヤ情報、車両重量及び路面情報等の走行条件から、限界後輪駆動力を演算する限界後輪駆動力演算ステップを実行する(S6)。
Further, the limit rear wheel driving
次に、実使用状態出力演算部43は、ステップS4にて演算されたエンジン16の標準状態出力と、ステップS5にて求められた推定用修正係数K2とから、実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力推定値(実使用状態出力推定値Q)を演算して推定する実使用状態出力推定ステップを実行する(S7)。
Next, the actual use state
次に、後輪駆動力推定部44は、ステップS7にて推定されたエンジン16の実使用状態出力推定値Qを減速機構の減速比などにより補正して後輪駆動力を演算し推定する後輪駆動力推定ステップを実行する(S8)。
Next, the rear wheel driving
その後、出力制御部46は、ステップS8にて推定された後輪駆動力とステップS6にて演算された限界後輪駆動力とを比較し、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期を調整してエンジン16の出力を制御するエンジン出力制御ステップを実行する(S9)。
After that, the
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果(1)〜(3)を奏する。
(1)駆動力制御システム30の出力推定手段47では、標準状態出力演算部41が、エンジン16の運転状態(エンジン回転数、スロットル開度)から、標準状態の気象条件におけるエンジン16の出力(標準状態出力)を演算し、修正係数演算部42が、エンジン16の実使用状態における気象条件に基づいて推定用修正係数K2を演算し、実使用状態出力推定部43が、標準状態出力を推定用修正係数K2を用いて修正して、実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力(実使用状態出力)を推定する。従って、駆動力制御システム30の出力推定手段47は、エンジン16の実使用状態の気象条件における出力(実使用状態出力)を精度良く推定できる。
Since it is configured as described above, according to the present embodiment, the following effects (1) to (3) are obtained.
(1) In the output estimation means 47 of the driving
(2)修正係数演算部42にて取り込まれる気象条件としての吸気温度、吸気湿度、大気圧は、吸気温度センサ33、吸気湿度センサ34、大気圧センサ35のそれぞれにて検出されるものである。従って、修正係数演算部42は、これらのセンサ33、34、35から随時気象条件を取り込み、大気修正計数Kを経て推定用修正係数K2を演算し、実使用状態出力推定部43は、この推定用修正係数K2を用いて、この実使用状態の気象条件におけるエンジン16の出力(実使用状態出力)を推定することができる。この結果、駆動力制御システム30は、後輪駆動力推定部44及び出力制御部46によって、気象条件の変化に対して即応性の高い駆動力制御を実現できる。
(2) The intake air temperature, intake humidity, and atmospheric pressure as meteorological conditions captured by the correction
(3)実使用状態出力推定部43は、標準状態出力演算部41にて演算されたエンジン16の標準状態出力を、エンジン16の実使用状態における気象条件に基づいて演算された推定用修正係数K2により修正して、エンジン16の実使用状態出力を演算して推定する。更に、後輪駆動力推定部44が、この実使用状態出力の推定値から後輪駆動力を演算して推定する。この結果、出力制御部46が行うエンジン出力制御(例えばトラクションコントロールなど)を、気象条件の変化に対して緻密に実施できるので、自動二輪車1の走行性能及び利便性を向上させることができる。
(3) The actual use state
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention, and the replacements and changes thereof can be made. , It is included in the scope and gist of the invention, and is also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
例えば、修正係数演算部42は、吸気温度、吸気湿度、大気圧に基づいて大気修正係数Kを算出し、更にこの大気修正計数Kから推定用修正係数K2を演算するものを述べたが、上述の吸気温度、吸気湿度、大気圧と推定用修正係数K2との関係を修正マップとして予め作成しておき、センサ33、34、35のそれぞれが検出した吸気温度、吸気湿度、大気圧から上記修正マップを用いて直ちに推定用修正係数K2を求めてもよい。
For example, the correction
また、修正係数演算部42に入力される吸気温度、吸気湿度、大気圧は少なくとも1つであればよく、いずれか1つまたは2つであってもよい。更に、修正係数演算部42に入力される吸気温度、吸気湿度、大気圧は、センサからの取得に限らず、修正係数演算部42に手動入力されるものでもよい。また、本実施形態では、車両が鞍乗型自動二輪車の場合を述べたが、四輪自動二輪車や船舶等に本発明を適用してもよい。
Further, the intake air temperature, intake humidity, and atmospheric pressure input to the correction
1…自動二輪車(車両)、4…前輪、15…後輪、16…エンジン(内燃機関)、21…スロットルバルブ、22…燃料インジェクタ、23…点火装置、30…駆動力制御システム、31…エンジン回転数センサ、32…スロットル開度センサ、33…吸気温度センサ、34…吸気湿度センサ、35…大気圧センサ、36…前輪速度センサ、37…後輪速度センサ、38…慣性センサ、41…標準状態出力演算部、42…修正係数演算部、43…実使用状態出力推定部、44…後輪駆動力推定部、45…限界後輪駆動力演算部、46…出力制御部、47…出力推定手段、C…調整係数、K、K0…大気修正係数、ΔK…大気修正係数の気象条件変動値(実使用状態大気修正係数と標準状態大気修正係数との差)、K2…推定用修正係数、Q0…標準状態出力、Q…実使用状態出力推定値。 1 ... Motorcycle (vehicle), 4 ... Front wheels, 15 ... Rear wheels, 16 ... Engine (internal engine), 21 ... Throttle valve, 22 ... Fuel injector, 23 ... Ignition device, 30 ... Driving force control system, 31 ... Engine Rotation speed sensor, 32 ... Throttle opening sensor, 33 ... Intake temperature sensor, 34 ... Intake humidity sensor, 35 ... Atmospheric pressure sensor, 36 ... Front wheel speed sensor, 37 ... Rear wheel speed sensor, 38 ... Inertivity sensor, 41 ... Standard State output calculation unit, 42 ... Correction coefficient calculation unit, 43 ... Actual use state output estimation unit, 44 ... Rear wheel drive force estimation unit, 45 ... Limit rear wheel drive force calculation unit, 46 ... Output control unit, 47 ... Output estimation Means, C ... Adjustment coefficient, K, K0 ... Atmospheric correction coefficient, ΔK ... Meteorological condition fluctuation value of atmospheric correction coefficient (difference between actual use state atmospheric correction coefficient and standard state atmospheric correction coefficient), K2 ... estimation correction coefficient, Q0 ... Standard state output, Q ... Actual usage state output estimated value.
Claims (7)
前記内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて、前記内燃機関の前記標準状態出力を修正するための推定用修正係数を演算する修正係数演算部と、
前記内燃機関の前記標準状態出力から前記推定用修正係数を用いて、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力推定値である実使用状態出力推定値を演算して推定する実使用状態出力推定部と、を有し、
前記修正係数演算部は、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正するための、気象条件の関数として規定される実使用状態大気修正係数と、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、同じく標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正する標準状態大気修正係数と、を算出し、前記実使用状態大気修正係数と前記標準状態大気修正係数との差を、これらの大気修正係数の気象条件変動値として算出し、この大気修正係数の気象条件変動値に対して調整係数を乗ずることで前記推定用修正係数を算出するよう構成されたことを特徴とする内燃機関の出力推定手段。 A standard state output calculation unit that calculates the standard state output, which is the output of the internal combustion engine under standard weather conditions based on the operating state of the internal combustion engine.
A correction coefficient calculation unit that calculates an estimation correction coefficient for correcting the standard state output of the internal combustion engine based on the weather conditions in the actual use state of the internal combustion engine.
The actual use state output estimated by calculating the actual use state output estimated value which is the output estimate value of the internal combustion engine under the weather conditions of the actual use state by using the estimation correction coefficient from the standard state output of the internal combustion engine. It has an estimation unit, a
The correction coefficient calculation unit corrects the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions in the actual use state to the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions in the standard state, and is defined as a function of the meteorological conditions. The correction coefficient and the standard state atmosphere correction coefficient for correcting the output of the internal combustion engine under the standard state weather condition to the output of the internal combustion engine under the same standard state weather condition are calculated, and the actual use state atmosphere correction coefficient is calculated. The difference between the standard state atmospheric correction coefficient and the standard state atmospheric correction coefficient is calculated as the meteorological condition fluctuation value of these atmospheric correction coefficients, and the adjustment coefficient is multiplied by the meteorological condition fluctuation value of this atmospheric correction coefficient to obtain the estimation correction coefficient. An output estimation means for an internal combustion engine, characterized in that it is configured to calculate .
前記内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて、前記内燃機関の前記標準状態出力を修正するための推定用修正係数を演算する修正係数演算ステップと、
前記内燃機関の前記標準状態出力から前記推定用修正係数を用いて、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力推定値である実使用状態出力推定値を演算して推定する実使用状態出力推定ステップと、を有し、
前記修正係数演算ステップでは、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正するための、気象条件の関数として規定される実使用状態大気修正係数と、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、同じく標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正する標準状態大気修正係数と、を算出し、前記実使用状態大気修正係数と前記標準状態大気修正係数との差を、これらの大気修正係数の気象条件変動値として算出し、この大気修正係数の気象条件変動値に対して調整係数を乗ずることで前記推定用修正係数を算出することを特徴とする内燃機関の出力推定方法。 A standard state output calculation step for calculating the standard state output, which is the output of the internal combustion engine, under standard weather conditions based on the operating state of the internal combustion engine.
A correction coefficient calculation step for calculating an estimation correction coefficient for correcting the standard state output of the internal combustion engine based on the weather conditions in the actual use state of the internal combustion engine.
The actual use state output estimated by calculating the actual use state output estimated value which is the output estimate value of the internal combustion engine under the weather conditions of the actual use state by using the estimation correction coefficient from the standard state output of the internal combustion engine. It has an estimation step, and
In the correction coefficient calculation step, the actual use state atmosphere defined as a function of the meteorological conditions for correcting the output of the internal combustion engine under the actual use state meteorological conditions to the output of the internal organ engine under the standard state meteorological conditions. The correction coefficient and the standard state atmosphere correction coefficient for correcting the output of the internal combustion engine under the standard state weather condition to the output of the internal combustion engine under the same standard state weather condition are calculated, and the actual use state atmosphere correction coefficient is calculated. The difference between the standard state atmospheric correction coefficient and the standard state atmospheric correction coefficient is calculated as the meteorological condition fluctuation value of these atmospheric correction coefficients, and the adjustment coefficient is multiplied by the meteorological condition fluctuation value of this atmospheric correction coefficient to obtain the estimation correction coefficient. A method for estimating the output of an internal combustion engine, which comprises calculating .
前記内燃機関の運転状態に基づいて標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力である標準状態出力を演算する標準状態出力演算部と、
前記内燃機関の実使用状態における気象条件に基づいて、前記内燃機関の前記標準状態出力を修正するための推定用修正係数を演算する修正係数演算部と、
前記内燃機関の前記標準状態出力から前記推定用修正係数を用いて、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力推定値である実使用状態出力推定値を演算して推定する実使用状態出力推定部と、
前記実使用状態出力推定値を減速機構の減速比により補正することで前記駆動輪に作用する駆動力を演算して推定する駆動力推定部と、を有し、
前記修正係数演算部は、実使用状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正するための、気象条件の関数として規定される実使用状態大気修正係数と、標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力を、同じく標準状態の気象条件における前記内燃機関の出力に修正する標準状態大気修正係数と、を算出し、前記実使用状態大気修正係数と前記標準状態大気修正係数との差を、これらの大気修正係数の気象条件変動値として算出し、この大気修正係数の気象条件変動値に対して調整係数を乗ずることで前記推定用修正係数を算出するよう構成されたことを特徴とする車両の駆動力制御システム。 A vehicle driving force control system that controls the driving force acting on the driving wheels by controlling the output of the internal combustion engine in a vehicle including the internal combustion engine and the driving wheels driven by the internal combustion engine. ,
And the standard status output calculation unit for calculating the standard state output which is the output of the internal combustion engine in weather conditions in the standard state based on the operating state of the internal combustion engine,
A correction coefficient calculation unit that calculates an estimation correction coefficient for correcting the standard state output of the internal combustion engine based on the weather conditions in the actual use state of the internal combustion engine.
The actual use state output estimated by calculating the actual use state output estimated value which is the output estimate value of the internal combustion engine under the weather conditions of the actual use state by using the estimation correction coefficient from the standard state output of the internal combustion engine. Estimator and
It has a driving force estimation unit that calculates and estimates the driving force acting on the driving wheels by correcting the actual use state output estimated value by the reduction ratio of the reduction mechanism .
The correction coefficient calculation unit corrects the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions in the actual use state to the output of the internal combustion engine under the meteorological conditions in the standard state, and is defined as a function of the meteorological conditions. The correction coefficient and the standard state atmosphere correction coefficient for correcting the output of the internal combustion engine under the standard state weather condition to the output of the internal combustion engine under the same standard state weather condition are calculated, and the actual use state atmosphere correction coefficient is calculated. The difference between the standard state atmospheric correction coefficient and the standard state atmospheric correction coefficient is calculated as the meteorological condition fluctuation value of these atmospheric correction coefficients, and the adjustment coefficient is multiplied by the meteorological condition fluctuation value of this atmospheric correction coefficient to obtain the estimation correction coefficient. A vehicle driving force control system characterized by being configured to calculate .
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