JP2000265881A - 内燃機関のトルク制御装置 - Google Patents
内燃機関のトルク制御装置Info
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Abstract
体の前後振動の出力に含まれる応答遅れを正確に把握
し、常に安定した振動抑制を可能とする内燃機関のトル
ク制御装置を提供する。 【解決手段】 トルク制御装置は、エンジン回転速度や
アクセル開度に基づいて基本的な燃料噴射量の制御パラ
メータを演算し(ステップS12)、燃料噴射制御を実
行する。基本噴射量Qの変化量から加減速判定が成立し
たとき(ステップS14=真)、噴射量の目標値Qenに
対して実際の燃料噴射量Qの増減を、所定の制限時間T
dmpに亘って制限値Qdmpに制限し(ステップS16〜S
24)、この制限時間Tdmp経過後に噴射量を目標値Qe
nまで増加させる(ステップS26)。このとき、加減
速開始時点でのエンジンの運転状態を検出することで
(ステップS18)、制限時間Tdmpはエンジンマウン
トの撓みによる応答遅れを考慮した値に設定される(ス
テップS20)。
Description
速時に内燃機関のトルクが急変して生じる車体の前後振
動を防止するための内燃機関のトルク制御装置に関す
る。
は、例えば特許第2751571号公報に掲載された車
両用内燃機関の燃料噴射装置が挙げられる。この公知の
燃料噴射装置は、車両を加速させるべく燃料の要求噴射
量が定常運転時(第1)から加速運転時(第2)の要求
噴射量に変化したとき、その燃料噴射を予備噴射と主噴
射とに分けて行うように制御しており、具体的には、加
速時の要求噴射量で燃料を主噴射するのに先立ち、駆動
系の相対捩れ角を加速時の要求噴射量に応じた収束捩れ
角に維持させるべく予備噴射を行うものとしている。
転者により急激なアクセルペダルの踏み込みがなされて
も、予備噴射の段階で駆動系が加速運転時の収束捩れ角
に変位する結果、主噴射の開始時点では捩り振動が収束
した状態にあり、その捩り振動を励起させることなくス
ムーズに車両を加速状態に移行させることができると考
えられる。
た公知の燃料噴射装置にあっては、単に内燃機関の出力
軸から車両の駆動輪に至る駆動系のみの捩り振動に着目
しており、車体と内燃機関との間のエンジンマウントの
撓みや、駆動系内でのバックラッシュ分の変位等による
駆動系捩り振動の応答遅れに関しては何ら考慮されてい
ない。このため、公知の燃料噴射装置では燃料噴射制御
の正確性に欠け、車両の前後振動を充分に抑制すること
ができない虞がある。
ので、車両の前後振動を確実に抑制することができ、ま
た、加減速の要求に対する応答性をも確保できる内燃機
関のトルク制御装置を提供することを目的とする。
ク制御装置(請求項1)は、内燃機関に要求される出力
又は燃料供給量をパラメータ値として表し、このパラメ
ータ値に基づいて燃料供給量を制御する。そして、本発
明では、車両を加減速させるべく上記のパラメータ値が
現在値から目標値に変更される場合、その目標値に基づ
く燃料供給量の増減は所定の制限時間に亘って制限さ
れ、特にこの制限時間は、車両の駆動系に生じる捩り振
動の固有周期を基準として、更に現在の内燃機関の運転
状態を加味して設定されている。
点、つまり、上述の現在値に基づく燃料供給量のときの
内燃機関の運転状態によって制限時間の設定が異なる。
極端な例を挙げると、現時点で内燃機関にエンジンブレ
ーキが働いている状態ではエンジンマウントは一方に撓
んでおり、また、駆動系のバックラッシュは一方側に詰
められた状態にある。これに対し、内燃機関が走行抵抗
分のトルクを発生している状態ではエンジンマウントは
他方に撓み、また、バックラッシュは他方側に詰められ
ている。従って、エンジントルクの伝達方向が現時点の
方向から反転する場合とそうでない場合とによって、ま
た、そのときのトルク伝達量によって駆動系振動の応答
遅れ時間(むだ時間)は種々に異なる。このため、現時
点での内燃機関の運転状態に基づき、制限時間の設定に
長短を与えることが好ましい。
設定された制限時間をおいて分割して行われ、この制限
時間でのエンジントルクの増減によって生じた車両の加
速度の変動は、上述の応答遅れ時間をおいて駆動系の固
有周期で発生する。これに対し、制限時間経過後のエン
ジントルクの増減によって生じる車両の加速度の変動
は、先の加速度変動に対して互いに打ち消し合う方向に
作用することから、この間に車両の加速度変動が速やか
に抑制される。また、本発明では燃料供給量の増減が分
割して行われるだけであり、エンジントルクの増減に対
する応答性は損なわれていない。
ディーゼルエンジンのトルク制御装置に適用することが
できる。図1を参照すると、エンジン1は電子制御式の
燃料噴射ポンプ2を備えており、この燃料噴射ポンプ2
は、そのコントロールスリーブ位置を可変するためのリ
ニアアクチュエータ4を備えている。燃料噴射ポンプ2
にはエンジン1の各気筒毎に燃料噴射弁6が接続されて
おり、これら燃料噴射弁6による燃料噴射量は、コント
ロールスリーブ位置の操作量に応じて可変される。
して変速機10に接続されており、この変速機10から
更にプロペラシャフト12及び図示しないデファレンシ
ャルギア等を介して車両の駆動輪、つまり、駆動系に接
続されている。上述したリニアアクチュエータ4の駆動
は、電子制御ユニット(ECU)14により制御されて
おり、ECU14はリニアアクチュエータ4に対し、後
述する作動信号を出力して燃料噴射ポンプ2のコントロ
ールスリーブ位置を調節し、各燃料噴射弁6からの燃料
噴射量を所望に制御することができる。
続されており、これらセンサ類にはクランク軸8の回転
に同期したクランク角信号を出力するクランク角センサ
16、変速機10の出力軸の回転数に応じた周期の車速
パルス信号を出力する車速センサ18、車両のアクセル
ペダル20の開度APSを検出するアクセル開度センサ
22等がある。なお、ECU12には、その他の図示し
ないセンサ類及びアクチュエータが接続されており、例
えば燃料噴射ポンプ2の噴射時期等を制御している。
御に関するプログラムを内蔵しており、本実施例のトル
ク制御装置は、この制御プログラムに則ってエンジン1
のトルク制御を具体的に実行することができる。図2を
参照すると、上述の制御プログラムとしてECU14が
実行するトルク制御ルーチンが示されており、以下、こ
のフローチャートに沿ってエンジン1のトルク制御を説
明する。
ンサ類からのセンサ信号を読み込み、そして、次のステ
ップS12では、これらセンサ信号に基づき基本的な燃
料噴射量の制御パラメータを演算する。この制御パラメ
ータは例えば、センサ信号から得られるエンジン回転速
度Ne及びアクセル開度APSに基づいて求めることが
でき、具体的には、燃料の基本噴射量Qとして表され
る。なお、基本噴射量Qの具体的な値は、これらエンジ
ン回転速度Neとアクセル開度APSに対応した燃料制
御マップから設定することができ、この場合、基本噴射
量Qがエンジン1に対する要求出力又は要求燃料供給量
に対応したパラメータ値である。
は、そのままECU14による基本的な燃料噴射制御に
用いることができ、ECU14は求めた基本噴射量Qに
応じてリニアアクチュエータ4に対する作動信号を出力
し(出力手段)、燃料噴射ポンプ2のコントロールスリ
ーブの操作量、つまり、燃料供給量を制御する(供給量
制御手段)。
的な燃料噴射制御の概念が線図で示されており、同図
中、上述の基本噴射量Qは破線で示されている。例え
ば、ある時刻O1に車両が定常走行しており、その基本
噴射量が所定値Qst1で与えられているとき、この状態
で車両を加速させるべく運転者がアクセルペダル20を
踏み込むと、その踏み込みに伴い制御パラメータとして
の基本噴射量は、踏み込み開始時点aの値Qst1から終
了時点yの値Qen1まで増加する。
噴射量が所定値Qst2であるとき、運転者が車両を減速
させるべくアクセルペダル20の踏み込みを解除する
と、基本噴射量は踏み込み解除の開始時点eの値Qst2
から終了時点zの値Qen2まで減少する。これらアクセ
ルペダル20の踏み込み又はその解除が瞬時(例えば
0.1sec程度)に行われた場合、その間にエンジン回
転速度Neはほとんど変化しないにも拘わらず、制御パ
ラメータとしての基本噴射量はアクセル開度APSの変
化に依存して逐次設定され、急激に増加(Qst1→Qe
n1)又は減少(Qst2→Qen2)することになる。
メータとしての基本噴射量の設定手順であり、加えて本
実施例では、このようにして設定した基本噴射量の値が
現在値から目標値、つまり、上述の例では開始時点a,
eでの値Qst1,Qst2から、それぞれ終了時点y,zで
の値Qen1,Qen2に変更されるとき、トルク制御ルーチ
ンにて実際の燃料噴射量を制限している。
S12にて基本噴射量Qを求めると、次のステップS1
4にて基本噴射量Qの時間的な変化率ΔQを算出し、予
め設定された加速判定閾値ΔQAcc及び減速判定閾値Δ
Qdecとの大小を比較する。変化率ΔQが加速判定閾値
ΔQAcc以上である場合、アクセルペダル20の踏み込
みに伴って車両が加速状態にあるものと判定することが
でき、また、減速判定閾値ΔQdec未満である場合、ア
クセルペダル20の踏み込み解除に伴って減速状態にあ
るものと判定することができる。これら加減速判定の何
れかが成立すれば(Yes)、次にステップS16が実
行され、これら判定が何れも成立しない場合(No)
は、車両が定常走行状態にあるものとしてステップS1
6以降を実行することなく、ここでトルク制御ルーチン
はリターンされる。
における制御パラメータとしての燃料噴射量Qen1,Qe
n2に対し、実際に燃料噴射弁6から噴射されるべき燃料
の増減を制限するための値として、制限噴射量Qdmpを
設定する。制限噴射量Qdmpの設定について具体的に
は、先ず、加速判定が成立している場合、基本噴射量が
現在(踏み込み開始時点a)の噴射量Qst1であるとき
のエンジン回転速度Neでみて、アクセル開度APSを
全開としたときの噴射量(全開噴射量)から、現在の噴
射量Qstを減算した値の1/2に噴射量Qstを加算して
得た値に設定される。このような算出原理は、車両の前
後振動が問題となる加速が比較的エンジン1の低回転域
の場合であり、しかも、低回転域での加速時にはエンジ
ン回転速度Neの増加余地があるため、アクセル踏み込
み終了時点yの噴射量Qen1は、ほぼ全開噴射量に相当
するものと仮定できることに基づいている。それ故、加
速判定時の制限噴射量Qdmp1は、アクセル踏み込み開始
時点aの噴射量と全開噴射量との間の変化幅(Qen1−
Qst1)の1/2に、アクセル踏み込み開始時点aの噴
射量Qst1(現在値)を加えた値として設定される。
クセル踏み込み解除開始時点eでの噴射量Qst2(現在
値)の1/2を制限噴射量Qdmp2として設定する。つま
り、減速時には殆どの場合、アクセルペダル20は全閉
位置まで戻されて燃料カット領域に至るため、アクセル
踏み込み解除の終了時点zでの噴射量Qen2は0として
推定することができる。この場合、制限噴射量Qdmp
2は、アクセル踏み込み解除開始時点eからの基本噴射
量の変化幅の1/2として設定することができる(Qdm
p2=Qst2/2)。
エンジン1の運転状態を検出する。この運転状態は例え
ば、制御パラメータの値が上述した基本噴射量Qst1,
Qst2(現在値)であるときのアクセル開度APSや図
示平均有効圧Pe等の情報として得ることができる。な
お、ECU14はトルク制御ルーチンの実行に際し、実
際に加減速が開始された後もアクセル踏み込み/解除の
開始時点a,eにおける基本噴射量Qst1,Qst2の値を
それぞれ制御パラメータの現在値として保存している。
し、実際の基本噴射量の増減を上述の制限噴射量Qdm
p1,Qdmp1にそれぞれ制限する時間、つまり、制限時間
Tdmp1,Tdmp2を設定する(設定手段)。これら制限時
間Tdmp1,Tdmp2は、エンジントルクの急変により生じ
る車両の前後方向の振動周期(駆動系の固有周期)をT
とすると、T/2+αとして設定することができる。す
なわち、既に述べたようにエンジントルクの急変による
車両の前後振動は、駆動系に捩り振動が励起されて発生
するものであり、その固有周期は車両諸元及び変速比
(変速機10の変速段及び最終減速比)によって決定さ
れる。車両の諸元や最終減速比は予め判明しているた
め、車両に生じる前後振動の周期Tは、現在の変速段に
基づいて容易に特定することができる。
車体に伝達されるには、エンジンマウントの撓みやバッ
クラッシュの反転による応答遅れを加味する必要があ
り、αはその応答遅れ時間を表している。本発明の発明
者は、この応答遅れ時間αがアクセル踏み込み/解除の
開始時点a,eにおける駆動系のトルク伝達方向やトル
ク伝達量に依存して変化することに着目するとともに、
その具体的な値は、変速機10の変速段や基本噴射量が
現在値Qst1,Qst2であるときのエンジン1の運転状態
に応じて変更されることが好ましい態様であることを確
認している。
ら求めたエンジン回転速度Ne及び車速パルス信号から
求めた車速Vsに基づいて現在の変速機10の変速段を
推定し、この推定した変速段及び上述のステップS18
にて求めたエンジン1の運転状態を表す各種の情報に基
づき、応答遅れ時間αの値を変更することができる。E
CU14は予め、各変速段毎に制限時間Tdmpを設定す
るためのマップを加速時用と減速時用とで用意してお
り、それぞれ一例が図4及び図5に示されている。図4
の加速時におけるマップ特性は先ず、駆動系の固有周期
Tは変速段が低速であるほど長く、制限時間Tdmpも長
い値に設定されることを表している。更に、各変速段毎
に図示平均有効圧Peを加味すれば、その値Peが小さ
いほど応答遅れ時間αが長く変更され、それ故、制限時
間Tdmpはより長く設定されることを表している。
は、図4とは異なり駆動系の固有周期Tは変速段が高速
段であるほど長く、制限時間Tdmpもまた長い値に設定
される。また、各変速段毎の図示平均有効圧Peに対す
る特性は、図示平均有効圧Peが大きくなるほど、応答
遅れ時間αが短く変更され、制限時間Tdmpはより短く
設定される。
と、図3でみて加速開始時点での基本噴射量が例えば現
在値Qst3のとき、図中1点鎖線で示されるようにエン
ジン1の運転状態は減速運転であり、この場合、実線
(現在値Qst1)で示される定常運転状態のときの制限
時間Tdmp1に比べて、その制限時間Tdmp3はより長く設
定される。これは、減速運転の場合、定常運転時よりも
図示平均有効圧Peが小さいため、図4のマップに基づ
き応答遅れ時間α3がより長く変更されるからである。
この応答遅れ時間α3には、減速状態から加速したとき
のエンジンマウントの撓み方向及びバックラッシュの詰
め方向の反転による遅れ時間の延長分が考慮されてい
る。
ップS22に進み、制御パラメータの目標値である噴射
量Qen1,Qen2に対して、実際の噴射量を上述の制限噴
射量Qdmp1,Qdmp2にそれぞれ制限する(制限手段)。
更に、ステップS24では制限時間Tdmp1,Tdmp2が経
過するまではその判定が偽(No)であり、この間ステ
ップS22を繰り返し実行する。
くは、それぞれ加減速の開始時点a,eから基本噴射量
Qの増減が制限噴射量Qdmp1,Qdmp2に達するまでの間
(期間a〜b、e〜f)、ECU14は内蔵するカウン
タt1,t2をインクリメントしながら、図示のように
単にアクセル開度APSの増減に応じて基本噴射量Qを
増減させている。そして、基本噴射量Qの増減が制限噴
射量Qdmp1,Qdmp2に達すると、それ以降の基本噴射量
Qの増減を禁止し、噴射量を制限噴射量Qdmp1,Qdmp2
に制限する。なお、このときECU14はカウンタt
1,t2の値を保存する。
てステップS24での判定が真(Yes)となると(時
刻c,g)、次にステップS26を実行する。ステップ
S26では、上述の噴射量の制限を解除して基本噴射量
を制御パラメータの目標値Qen1,Qen2まで増減させ
る。より詳しくは、ECU14は次式(1),(2)に従っ
て期間a〜b、e〜fでの基本噴射量Qの増減率ΔQop
n,ΔQclosを求め、その増減率ΔQopn,ΔQclosに従
って、時刻c,gから基本噴射量Qを逐次増減させる。 ここに、ΔQopn=(Qdmp1−Qst1)/t1…(1) ΔQclos= Qdmp2/t2 …(2) この後、基本噴射量Qがアクセル踏み込み/解除終了時
の値(目標値)Qen1,Qen2に達すると(時刻d,
h)、ECU14はカウンタt1,t2をリセットし
て、トルク制御ルーチンを終了する。
車両に発生する前後方向の振動、つまり、図3でみて加
速度Gは次のように変化する。加減速時のそれぞれにお
いて、アクセルペダル20の踏み込み又はその解除によ
り基本噴射量Qが値Qst1,Qst2から急激に増減する
と、図3に示されるように、その踏み込み又は解除に伴
うエンジントルクの増減により、車両の加速度Gは上述
の遅れ時間α1,α2をおいてそれぞれ増減する。本実施
例のトルク制御を用いない場合、その基本噴射量Qは破
線で示されるように、アクセル踏み込み/解除開始時点
a,eの噴射量Qst1,Qst2から踏み込み/解除終了時
点y,zの噴射量Qen1,Qen2まで、それぞれのアクセ
ル開度の変化に応じて増減することとなり、また、加速
度Gの変化は何れの場合も、破線で示されるように大き
な振幅で変化することになる。
た場合、図3中実線で示されるように、基本噴射量Qは
制限噴射量Qdmp1,Qdmp2に達した時点b,fからそれ
ぞれ増減を制限され続け、制限時間Tdmp1,Tdmp2が経
過して加速度Gが反転する時点c,gにて、加減速当初
の基本噴射量の増減が再現され、それぞれ踏み込み/解
除終了時点y,zの値Qen1,Qen2に達する。なお、こ
の間のエンジンマウントは同方向に撓み続けているた
め、制限時間Tdmp1,Tdmp2経過後には、応答遅れを生
ずることなく基本噴射量Qの増減に伴ってエンジン1と
駆動輪との間でトルクが伝達される。
減によって生じた車両の加速度Gの変化(加速時のみ2
点鎖線で示されている)と、2回目のエンジントルクの
増減による加速度Gの変化(実線)が互いに打ち消し合
うように作用するため、トータルの加速度Gの変動(太
実線)をほぼ半周期で速やかに抑制することができる。
従って、加減速に伴って車両に生じる前後方向の振動を
確実かつ速やかに抑制して、運転者に不快感を与えてし
まう事態を未然に回避することができる。
p2の設定において、エンジン1の運転状態に基づき応答
遅れ時間αの長短が考慮されていれば、アクセル操作の
入力に対して基本噴射量Qを制御するタイミングを、実
際の加速度変動の応答に正確に合致させることができ、
その都度、加減速ショックを確実に抑制することができ
る。
が接続されている場合、そのトルクコンバータ内部のト
ルク伝達方向や伝達量の変化により上述の応答遅れ時間
αが大幅に変化するため、加減速開始時点でのエンジン
1の運転状態を考慮していれば、自動変速機搭載車両で
あっても、より高精度に制限時間Tdmpを設定すること
で、その加減速ショックを効果的に抑制することができ
る。
量Qの増加率ΔQopnや減少率ΔQclosは、通常のアク
セル開度APSに応じて制御した場合と全く同様であ
り、単に制限時間Tdmp1,Tdmp2をおいて基本噴射量
Qの増減を2分割しただけである。その結果、エンジン
トルクの実質的な立ち上がり及び立ち下がり応答性は、
通常の制御の場合に比較してほとんど鈍化しておらず、
加速時には素速い加速感が得られて良好なドライバビリ
ティを提供できる上に、減速時には速やかな燃料カット
によって燃費を効率的に節減することができる。
定を図4及び図5のマップから複数段階に変更している
が、この遅れ時間αの値は例えば、各変速段毎に大小2
通りの値を予め設定しておくこともできる。具体的に
は、ステップS18の処理においてエンジン1のフリク
ショントルク(無負荷)を基準とした図示平均有効圧の
閾値Pe0を設け、この閾値Pe0と図示平均有効圧Pe
との大小比較から遅れ時間αの長短を考慮して、それぞ
れ2通りの制限時間Tdmpを設定するようにしても良
い。また、同様の基準からアクセル開度の閾値を設けて
おき、この閾値との大小比較から各変速段毎に2通りの
制限時間Tdmpを設定しても良いし、アイドルスイッチ
のON/OFF状態から設定することもできる。
本噴射量Qを用いているが、エンジン形式によって要求
出力又は要求燃料供給量に対応するパラメータ値として
は、アクセル開度APSやスロットル開度、燃料噴射量
等を使用しても良い。その他、本発明は上述したディー
ゼルエンジンのトルク制御装置として好適であるだけで
なく、その他の例えば、位置制御式ポンプを用いたディ
ーゼルエンジンであれば、そのポンプのコントロールス
リーブ位置を制御するようにしたり、或いは時間制御式
の噴射系を用いたディーゼルエンジンであれば、その噴
射時間を制御することで種々の好適な実施態様に変形す
ることができる。また、本発明はディーゼルエンジンの
他、例えば特開平8−312396号公報に記載されて
いるガソリンエンジンのトルク制御装置としても好適で
ある。この場合、内燃機関のトルクに相関する推定され
た目標負荷相関値(平均有効圧)をパラメータ値として
制御しても、上記実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。
のトルク制御装置(請求項1)によれば、加減速開始時
点での内燃機関の運転状態に関わらず、確実に振動抑制
効果を発揮することができる。
図である。
ある。
速度の変化を説明するためのタイムチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 車両の駆動源としての内燃機関に対する
要求出力及び要求燃料供給量の少なくとも一方に対応す
るパラメータ値を求めて出力する出力手段と、 前記出力手段からのパラメータ値に基づいて燃料供給量
を制御する供給量制御手段と、 車両を加減速させるべく前記パラメータ値が現在値から
目標値に変更されるとき、所定の制限時間に亘って前記
目標値に基づく燃料供給量の増減を制限する制限手段
と、 車両の駆動系に生じる捩り振動の固有周期及び前記パラ
メータ値が前記現在値であるときの内燃機関の運転状態
に基づいて前記制限時間を設定する設定手段とを具備し
たことを特徴とする内燃機関のトルク制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11071961A JP2000265881A (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 内燃機関のトルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11071961A JP2000265881A (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 内燃機関のトルク制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000265881A true JP2000265881A (ja) | 2000-09-26 |
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ID=13475591
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000265881A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104612842A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-13 | 铃木株式会社 | 驱动力限制装置 |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP11071961A patent/JP2000265881A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104612842A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-13 | 铃木株式会社 | 驱动力限制装置 |
CN104612842B (zh) * | 2013-11-01 | 2017-05-17 | 铃木株式会社 | 驱动力限制装置 |
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