JP6809408B2 - トルク監視装置および内燃機関制御システム - Google Patents
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Description
内燃機関の実トルクの推定値である推定トルクが、内燃機関に要求されている機関要求トルクと乖離したトルク異常状態であるか否かを監視するトルク監視装置において、
推定トルクと機関要求トルクとの乖離量が大きいほど、計数値を大きい値に設定する計数値設定部(34a、34b、34c、B16)と、
計数値を積算した値である積算値を算出する積算部(34d)と、
積算値が所定の異常判定閾値以上になった場合に、トルク異常状態であると判定する異常判定部(34e)と、を備える。
加えて、上述したトルク監視装置の第1態様では、計数値設定部は、計数値が予め設定された上限ガード値を超えて大きくならないように計数値を設定する。
上述したトルク監視装置の第3態様では、異常判定閾値は、内燃機関を駆動源として走行する車両の運転状態、または内燃機関の運転状態に応じて可変設定される。
開示されたトルク監視装置の第2態様では、
内燃機関の実トルクの推定値である推定トルクが、内燃機関に要求されている機関要求トルクと乖離したトルク異常状態であるか否かを監視するトルク監視装置において、
推定トルクと機関要求トルクとの乖離量が大きいほど、計数値を大きい値に設定する計数値設定部(34a、34b、34c、B16)と、
乖離量が予め設定された不感帯の範囲外である場合は、計数値を積算した値を積算値として算出し、乖離量が不感帯の範囲内である場合は、計数値を積算した値から不感帯の上値に相当する値を減算した値を積算値として算出する積算部(34d)と、
積算値が所定の異常判定閾値以上になった場合に、トルク異常状態であると判定する異常判定部(34e)と、を備える。
図1は、車両に搭載された電子制御装置(Electronic Control Unit)であって、車両に搭載された内燃機関の作動を制御するECU10を示す。上記車両は、内燃機関を駆動源として走行する。なお、本実施形態に係る内燃機関は点火着火式のガソリンエンジンであるが、自着火式のディーゼルエンジンであってもよい。また、上記車両には、内燃機関の出力軸の回転速度を所望の回転速度に変換して出力する変速機が備えられている。
制御モジュール20は、機関要求トルク算出部21および駆動信号出力部22としての機能を有する。機関要求トルク算出部21は、入力処理回路11cおよび通信回路11dから取得した各種信号に基づき、内燃機関に要求するべきトルクである機関要求トルクを算出する。駆動信号出力部22は、機関要求トルク算出部21で算出された機関要求トルクに応じて、先述した目標点火時期、目標噴射量、および目標開度等の目標制御量を演算する。さらに駆動信号出力部22は、演算された目標制御量に応じて、点火駆動IC12、燃料噴射弁駆動IC13および電スロ駆動IC14等のアクチュエータへ、各種の指令信号を出力する。
ユーザ要求トルク算出部21aは、先述したエンジン回転数およびアクセル開度に基づきユーザ要求トルクを算出する。エンジン回転数が高回転数であるほど、また、アクセル開度が大きいほど、ユーザ要求トルクは大きい値に算出される。例えば、エンジン回転数およびアクセル開度とユーザ要求トルクとの相関を表すマップをメモリ11mに予め記憶させておき、そのマップを参照して、エンジン回転数およびアクセル開度に応じたユーザ要求トルクをユーザ要求トルク算出部21aは算出する。
ポンプロス算出部21bは、先述したインマニ圧および排気圧に基づき、ポンプロスをトルク換算した値であるポンプロストルクを算出する。ポンプロスとは、内燃機関のピストンが往復動する際に吸排気から受ける抵抗によるエネルギ損失のことである。インマニ圧が低いほど、ピストンの吸気行程での吸気抵抗が大きいとみなしてポンプロスは大きい値に設定される。また、排気圧が高いほど、ピストンの排気行程での排気抵抗が大きいとみなしてポンプロスは大きい値に設定される。例えば、インマニ圧および排気圧とポンプロスとの相関を表すマップをメモリ11mに予め記憶させておき、そのマップを参照して、インマニ圧および排気圧に応じたポンプロスをポンプロス算出部21bは算出する。
演算部B3は、アイドルリザーブ、触媒暖機リザーブおよび補機リザーブの各々に相当するトルクを加算してリザーブトルクを演算する。これら各々のリザーブトルクは、エンジン回転数、エンジン負荷および水温等の内燃機関の運転状態に応じて、制御モジュール20により設定される。演算部B4は、演算部B2により演算されたロス込みトルクに、演算部B3により演算されたリザーブトルクを加算して、リザーブ込みトルクを演算する。
トルク効率算出部21dは、最大トルク発生点火時期(MBT点火時期)、ノック学習込みベース遅角量および目標ラムダに基づき、トルク効率を算出する。MBT点火時期とは、最大トルクが得られる点火時期のことであり、エンジン回転数やエンジン負荷、水温等に応じて異なる時期となる。但し、MBT点火時期ではノッキングが生じやすいので、MBT点火時期よりも所定時間遅い時期、つまり所定角度遅角させた時期で点火させることが要求される。その遅角させた時期をベース点火時期と呼ぶ。その遅角量(ベース遅角量)は、エンジン回転数やエンジン負荷、水温等に応じて異なる。
演算部B6は、演算部B4により演算されたリザーブ込みトルクに、トルク効率算出部21dにより算出されたトルク効率を除算して、エンジン制御に用いる制御用の機関要求トルクを演算する。要するに、総ロストルクおよびリザーブトルクをユーザ要求トルクに加算した値を、トルク効率で除算することで、機関要求トルク算出部21は機関要求トルクを算出する。
監視モジュール30は、推定トルクが機関要求トルクに対して所定以上乖離したトルク異常状態であるか否かを監視するものであることは先述した通りであり、推定トルクとは、内燃機関の実トルクを推定した値のことである。機関要求トルクとは、内燃機関に要求されているトルクのことであり、制御モジュール20の機関要求トルク算出部21により算出される機関要求トルクと同義である。但し、監視モジュール30で算出される機関要求トルクは、トルク異常の監視に用いられる値であり、制御モジュール20で算出される機関要求トルクは、内燃機関に対する目標制御量の算出に用いられる値である。つまり、これら監視用の機関要求トルクと制御用の機関要求トルクは、メモリ11mの記憶領域のうち異なる領域で演算された値である。
図3に示すように、機関要求トルク演算部32は、触媒暖機要求トルク算出部32a、アイドル要求トルク算出部32bおよび演算部B11としての機能を有する。
図3に示すように、推定トルク演算部33は、推定トルク算出部33a、MBT点火時期算出部33b、ベース点火時期算出部33c、トルク効率算出部33d、ロストルク算出部33eおよび演算部B12、B13、B14としての機能を有する。
内燃機関の運転期間中には、監視モジュール30による監視機能が常時作動する。具体的には、図4に示すメイン処理が常時実行される。
図13の(a)〜(g)欄の各々は、エンジン回転数、イグニッションスイッチ、制御モジュール20の演算結果、トルク監視実行フラグ、監視モジュール30の演算結果、トルク乖離量の積算値、トルク異常判定フラグの、経過時間に対する変化を示す。図13に示す例では、(b)欄に示すようにt1時点でイグニッションスイッチがオン操作されると、内燃機関のスタータモータが駆動してエンジン始動し、その後、加速走行、減速走行、アイドル、クリープ、加速走行、減速走行の順に運転状態は推移している。
本実施形態によれば、ECU10(トルク監視装置)は、計数値設定部、積算部および異常判定部を備える。計数値設定部は、監視用推定トルクと監視用機関要求トルクとの乖離量が大きいほど、計数値としてのトルク乖離量を大きい値に設定する。積算部は、トルク乖離量の積算値を算出し、異常判定部は、積算値が異常判定閾値以上になった場合に、トルク異常状態であると判定する。そのため、乖離量が大きいほどトルク異常状態と判定されやすくなり、トルク異常を迅速に検知できるようになり、それでいて、乖離量が小さいほどトルク異常状態と判定されにくくなり、ノイズ等の原因によりトルク異常と誤判定されるおそれを低減できる。
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、1つの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Claims (12)
- 内燃機関の実トルクの推定値である推定トルクが、前記内燃機関に要求されている機関要求トルクと乖離したトルク異常状態であるか否かを監視するトルク監視装置において、
前記推定トルクと前記機関要求トルクとの乖離量が大きいほど、計数値を大きい値に設定する計数値設定部(34a、34b、34c、B16)と、
前記計数値を積算した値である積算値を算出する積算部(34d)と、
前記積算値が所定の異常判定閾値以上になった場合に、前記トルク異常状態であると判定する異常判定部(34e)と、
を備え、
前記計数値設定部は、前記計数値が予め設定された上限ガード値を超えて大きくならないように前記計数値を設定するトルク監視装置。 - 前記上限ガード値は、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定される請求項1に記載のトルク監視装置。
- 前記積算部は、前記乖離量が予め設定された不感帯の範囲内である場合の前記計数値については、前記積算を制限する請求項1または2に記載のトルク監視装置。
- 内燃機関の実トルクの推定値である推定トルクが、前記内燃機関に要求されている機関要求トルクと乖離したトルク異常状態であるか否かを監視するトルク監視装置において、
前記推定トルクと前記機関要求トルクとの乖離量が大きいほど、計数値を大きい値に設定する計数値設定部(34a、34b、34c、B16)と、
前記乖離量が予め設定された不感帯の範囲外である場合は、前記計数値を積算した値を積算値として算出し、前記乖離量が前記不感帯の範囲内である場合は、前記計数値を積算した値から前記不感帯の上値に相当する値を減算した値を積算値として算出する積算部(34d)と、
前記積算値が所定の異常判定閾値以上になった場合に、前記トルク異常状態であると判定する異常判定部(34e)と、
を備えるトルク監視装置。 - 前記不感帯は、前記内燃機関を駆動源として走行する車両の運転状態、または前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定される請求項3または4に記載のトルク監視装置。
- 前記車両には、前記内燃機関の出力軸の回転速度を所望の回転速度に変換して出力する変速機が備えられており、
前記変速機への入力に対する出力の変速比が小さいほど、或いは、前記車両の走行速度が速いほど、前記不感帯は広い範囲に設定される請求項5に記載のトルク監視装置。 - 前記異常判定閾値は、前記内燃機関を駆動源として走行する車両の運転状態、または前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定される請求項1〜6のいずれか1つに記載のトルク監視装置。
- 内燃機関の実トルクの推定値である推定トルクが、前記内燃機関に要求されている機関要求トルクと乖離したトルク異常状態であるか否かを監視するトルク監視装置において、
前記推定トルクと前記機関要求トルクとの乖離量が大きいほど、計数値を大きい値に設定する計数値設定部(34a、34b、34c、B16)と、
前記計数値を積算した値である積算値を算出する積算部(34d)と、
前記積算値が所定の異常判定閾値以上になった場合に、前記トルク異常状態であると判定する異常判定部(34e)と、
を備え、
前記異常判定閾値は、前記内燃機関を駆動源として走行する車両の運転状態、または前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定されるトルク監視装置。 - 前記車両には、前記内燃機関の出力軸の回転速度を所望の回転速度に変換して出力する変速機が備えられており、
前記変速機への入力に対する出力の変速比が小さいほど、或いは、前記車両の走行速度が速いほど、前記異常判定閾値は大きい値に設定される請求項7または8に記載のトルク監視装置。 - 制御用記憶領域(20m)を用いて演算する演算装置であって、ユーザが要求する前記内燃機関の駆動トルクであるユーザ要求トルクに応じて、前記内燃機関の燃焼状態を制御する制御量の目標値である目標制御量を演算する制御用演算装置(20)と、
前記制御用記憶領域とは別の監視用記憶領域(30m)を用いて演算する演算装置であって、前記計数値設定部、前記積算部および前記異常判定部を有する監視用演算装置(30)と、
を備える請求項1〜9のいずれか1つに記載のトルク監視装置。 - 前記監視用演算装置の演算周期は、前記制御用演算装置の演算周期より長い請求項10に記載のトルク監視装置。
- 前記監視用演算装置は、前記監視用演算装置の外部から取得したデータが正常であることをチェックする入力保障部(31)を有する請求項10または11に記載のトルク監視装置。
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