JP2008115755A - 内燃機関制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とすることで出力制御を行う前輪駆動や4輪駆動の車両用内燃機関において加速操作時のトルクステアを効果的に防止する。
【解決手段】操舵角θhとアクセル開度ACCPとによりトルクステア抑制領域にあると判定された場合(S152でyes)、操舵角θhとアクセル開度ACCPとに応じて通常より小さいフィードバックゲインKpを設定している(S156)。このことによりアクセル操作に応じた吸気バルブのバルブリフト量制御の応答性が低下し、バルブリフト量増加速度が低下する。このため急速な内燃機関出力増加を抑えてトルクステアが大きくなるのを防止できる。トルクステア抑制領域外であれば(S152でno)、フィードバックゲインKpは大きく、バルブリフト量増加速度の抑制はされないので、高応答で吸気バルブのバルブリフト量が調節されるので車両の加速性能を必要以上に低下させることがない。このことで課題が達成される。
【選択図】図5
【解決手段】操舵角θhとアクセル開度ACCPとによりトルクステア抑制領域にあると判定された場合(S152でyes)、操舵角θhとアクセル開度ACCPとに応じて通常より小さいフィードバックゲインKpを設定している(S156)。このことによりアクセル操作に応じた吸気バルブのバルブリフト量制御の応答性が低下し、バルブリフト量増加速度が低下する。このため急速な内燃機関出力増加を抑えてトルクステアが大きくなるのを防止できる。トルクステア抑制領域外であれば(S152でno)、フィードバックゲインKpは大きく、バルブリフト量増加速度の抑制はされないので、高応答で吸気バルブのバルブリフト量が調節されるので車両の加速性能を必要以上に低下させることがない。このことで課題が達成される。
【選択図】図5
Description
本発明は、操舵輪に駆動力を伝達する車両用内燃機関においてアクセル開度に応じて可変動弁機構により吸気バルブのバルブリフト量を連続的に調節することで内燃機関出力制御を行う内燃機関制御装置に関する。
前輪駆動車や4輪駆動車のごとく、操舵輪に駆動力を伝達する内燃機関を搭載した車両の旋回時においては、急激な加速操作時にトルクステア現象が生じ、ハンドルが左右どちらかに取られることがある。このように操舵輪に駆動力を伝達する内燃機関に対して、アクセル開度に応じて吸気バルブのバルブリフト量を調節する可変動弁機構を備えて、吸気バルブのバルブリフト量調節にて内燃機関出力を制御する構成を組み合わせることが考えられている。このような構成の内燃機関では、ドライバーのアクセル操作による内燃機関出力調節時の応答性は、スロットルバルブによる出力調節よりも高くなる。このことからスロットルバルブにて内燃機関出力制御する場合よりも急激な加速が実現できることになるが、この応答性の高さにより、トルクステア対策もより重要なものとなっている。
バルブリフト量を可変とする内燃機関を搭載した前輪駆動車旋回時の問題を解決する従来技術として、2段階にバルブリフト量を切り替えられる可変動弁機構を備えた内燃機関にてバルブリフト量の切り替えを停止して車両旋回時のアンダーステアを防止する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
特公平7−15268号公報(第3−4頁、図7)
しかし特許文献1では内燃機関の出力調節はスロットルバルブにて行われる構成で出力応答性が可変動弁機構による内燃機関よりも低く、しかもアンダーステア対策である。したがって特許文献1の技術を、出力制御が可変動弁機構により行われる内燃機関にてトルクステアを解決するための技術として適用することはできない。
本発明は、上述した吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関において加速操作時のトルクステアを効果的に防止することを目的とするものである。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関制御装置は、車両の操舵輪に駆動力を伝達すると共に吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた車両用内燃機関において、アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度に応じて前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブリフト量を調節することで内燃機関出力制御を行う内燃機関制御装置であって、ステアリング操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさに基づいて前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制する内燃機関出力増加抑制手段とを備えたことを特徴とする。
請求項1に記載の内燃機関制御装置は、車両の操舵輪に駆動力を伝達すると共に吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた車両用内燃機関において、アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度に応じて前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブリフト量を調節することで内燃機関出力制御を行う内燃機関制御装置であって、ステアリング操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさに基づいて前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制する内燃機関出力増加抑制手段とを備えたことを特徴とする。
同じ車両加速操作時であっても操舵角によりトルクステアの大きさが異なる。このことから内燃機関出力増加抑制手段は吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制するために、操舵角の大きさに基づいて可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制している。このバルブリフト量増加速度の抑制により、急速な内燃機関駆動力上昇を抑えて、トルクステアが大きくなるのを防止している。
操舵角の大きさに基づいてトルクステアが問題ないレベルあるいは小さいレベルであると判断できれば、バルブリフト量増加速度の抑制はせず、あるいは小さい抑制で済むので、加速性能を必要以上に低下させることがない。
このことにより吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関において加速操作時のトルクステアを効果的に防止することができる。
請求項2に記載の内燃機関制御装置では、請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさが基準角度より大きい場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
請求項2に記載の内燃機関制御装置では、請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさが基準角度より大きい場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
操舵角が大きくなるとトルクステアが大きくなることから、基準角度を設定して、この基準角度よりも操舵角が大きい場合に、吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することとしても良い。このことにより吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関において加速操作時のトルクステアを効果的に防止することができる。
請求項3に記載の内燃機関制御装置では、請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさが基準角度より大きく、かつ前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度が基準開度より大きい場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
操舵角が大きくなるとトルクステアが大きくなると共に、このような操舵角にてトルクステアが発生する状況下にてアクセル開度の増加に応じてバルブリフト量が増加すれば更にトルクステアが大きくなる。このことから、基準角度と共に基準開度を設定して、基準角度よりも操舵角が大きく、かつ基準開度よりもアクセル開度が大きい場合に、吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することとしても良い。このことにより吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関において加速操作時のトルクステアを一層効果的に防止することができる。
請求項4に記載の内燃機関制御装置では、請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角及び前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度の状態が、前記操舵角と前記アクセル開度とからなる2次元空間上でトルクステアが大きくなる側に設定したトルクステア抑制領域内に属する場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
上述したごとく操舵角が大きい方及びアクセル開度が大きい方にてトルクステアが大きくなる。このことから操舵角とアクセル開度とからなる2次元空間上に上述したごとくのトルクステア抑制領域を設定し、このトルクステア抑制領域内に属する状態となった場合に、可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量の増加速度を抑制することとしても良い。このことにより吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関において加速操作時のトルクステアを一層効果的に防止することができる。
請求項5に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、バルブリフト量増加速度に限界を設けることでバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度抑制としては、バルブリフト量増加速度に限界を設けることとしても良い。
請求項6に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度の増加速度に対応する増加速度よりも、バルブリフト量増加速度を低下させることでバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
請求項6に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度の増加速度に対応する増加速度よりも、バルブリフト量増加速度を低下させることでバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする。
可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量の増加速度抑制としては、アクセル開度の増加速度に対応する増加速度よりもバルブリフト量増加速度を低下させることとしても良い。
請求項7に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記バルブリフト量増加速度の抑制は、前記操舵角が大きくなるにしたがって強めることを特徴とする。
トルクステアは操舵角が大きくなるにしたがって大きくなることから、操舵角が大きくなるにしたがってバルブリフト量増加速度の抑制を強めることで、加速時のトルクステアを、一層効果的に防止することが可能となる。
請求項8に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜7のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記バルブリフト量増加速度の抑制は、前記アクセル開度が大きくなるにしたがって強めることを特徴とする。
トルクステアはアクセル開度に対応してバルブリフト量が増加するにしたがって大きくなることから、アクセル開度が大きくなるにしたがってバルブリフト量増加速度の抑制を強めることで、加速時のトルクステアを、一層効果的に防止することが可能となる。
[実施の形態1]
図1は、上述した発明が適用された内燃機関制御装置の概略構成を表すブロック図である。ここで内燃機関2は自動車に搭載される筒内噴射火花点火式の4気筒ガソリンエンジンである。図1では1番気筒#1から4番気筒#4までの4気筒#1〜#4の内で1番気筒#1部分を示している。この内燃機関2が搭載されている車両は、4輪駆動車であり、内燃機関2の駆動力は後輪と共に、操舵輪である前輪にも伝達されている。
図1は、上述した発明が適用された内燃機関制御装置の概略構成を表すブロック図である。ここで内燃機関2は自動車に搭載される筒内噴射火花点火式の4気筒ガソリンエンジンである。図1では1番気筒#1から4番気筒#4までの4気筒#1〜#4の内で1番気筒#1部分を示している。この内燃機関2が搭載されている車両は、4輪駆動車であり、内燃機関2の駆動力は後輪と共に、操舵輪である前輪にも伝達されている。
4気筒#1〜#4の各燃焼室4には、先端にエアフィルタが存在する吸気通路6を通じて外気が吸入されると共に燃料噴射弁8から直接燃料が噴射供給される。尚、燃料は吸気ポートに噴射するタイプでも良い。そしてこの空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ10による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン12が往復移動し、内燃機関2の出力軸であるクランクシャフト14が回転する。そして燃焼後の混合気は排気として各燃焼室4から排気通路16に送り出される。
燃焼室4と吸気通路6との間は吸気バルブ22の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室4と排気通路16との間は排気バルブ24の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ22及び排気バルブ24は、クランクシャフト14の回転が伝達される吸気カムシャフト26及び排気カムシャフト28の回転に伴い開閉動作する。
吸気カムシャフト26には、クランクシャフト14に対する吸気カムシャフト26の相対回転位相を調節して吸気バルブ22のバルブタイミングを進角又は遅角させるバルブタイミング可変機構30が設けられている。吸気カムシャフト26と吸気バルブ22との間には、吸気バルブ22のバルブリフト量を連続的に可変とすることにより吸気バルブ22の作用角(開弁期間)を可変とするリフト量可変機構32が設けられている。尚、バルブタイミング可変機構30による吸気バルブ22のバルブタイミング調節、及びリフト量可変機構32による吸気バルブ22のバルブリフト量調節は、油圧や電動モータ等のアクチュエータにより全気筒#1〜#4の吸気バルブ22に対し一律に実施される。
車両には、内燃機関2の運転制御を行う電子制御装置(以下「ECU」と略す)34が搭載されている。このECU34を通じて内燃機関2の燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル開度制御、及び吸気バルブ22のバルブタイミング制御やバルブリフト量可変制御が行われる。ECU34には、以下に示される各種センサからの検出信号が入力される。すなわちクランクシャフト14の回転を検出するクランク角センサ36、吸気カムシャフト26の回転(カム角)を検出するカム角センサ38、アクセルペダル39の踏み込み量であるアクセル開度ACCP(%)を検出するアクセル開度センサ40(アクセル開度検出手段に相当)が設けられている。更にスロットル開度TA(%)を検出するスロットルポジションセンサ42、吸気通路6を通過する吸入空気量GA(g/s)を検出するエアフローメータ44、全気筒#1〜#4の燃焼室4から排出される排気の空燃比AFを検出する空燃比センサ46が設けられている。更にハンドル48による操舵角θhを検出する操舵角センサ50(操舵角検出手段に相当)、吸気バルブ22のバルブリフト量を検出するバルブリフト量センサ52が設けられている。尚、バルブリフト量センサ52は直接、バルブリフト量を検出するのではなく、リフト量可変機構32に設けられたバルブリフト量調節のためのアクチュエータにより駆動されるコントロールシャフトの移動量を検出することで、このコントロールシャフト移動量をバルブリフト量として検出している。
この内燃機関2では、各気筒#1〜#4の燃焼室4内への吸入空気量調節は、リフト量可変機構32により、吸気バルブ22のバルブリフト量が調節されることにより実行される。例えば図2に示すごとく最大バルブリフト量と最小バルブリフト量との間で連続的にバルブ作用角が調節されることにより吸入空気量が滑らかに調節される。
尚、吸気通路6に形成されたサージタンク6aの上流側にはスロットルバルブ6bが配置されているが、このスロットルバルブ6bは内燃機関2の始動時には全開とされ、内燃機関2の停止時には全閉とされる。そしてリフト量可変機構32の故障により吸気バルブ22のバルブリフト量調節が困難となった場合にはスロットルバルブ6bの単独動作で吸気量を調節する。
次にECU34が実行する吸入空気量制御処理について説明する。図3に吸入空気量制御処理のフローチャートを示す。本処理は一定時間周期で繰り返し実行される。
本処理が開始されると、まず吸気バルブ22のバルブリフト量調節による吸入空気量制御処理が実行可能か否かが判定される(S100)。例えば上述したごとくリフト量可変機構32が故障したことによりスロットルバルブ6bにより吸入空気量調節が実行されている場合などで、バルブリフト量調節が禁止されている場合には(S100でno)、このまま一旦本処理を出る。この状態では、ECU34が別途行う吸入空気量制御にて、吸気バルブ22のバルブリフト量は最大バルブリフト状態(図2)に維持する制御がなされると共に、アクセル開度ACCPに応じたスロットル開度TAの調節が行われる。
本処理が開始されると、まず吸気バルブ22のバルブリフト量調節による吸入空気量制御処理が実行可能か否かが判定される(S100)。例えば上述したごとくリフト量可変機構32が故障したことによりスロットルバルブ6bにより吸入空気量調節が実行されている場合などで、バルブリフト量調節が禁止されている場合には(S100でno)、このまま一旦本処理を出る。この状態では、ECU34が別途行う吸入空気量制御にて、吸気バルブ22のバルブリフト量は最大バルブリフト状態(図2)に維持する制御がなされると共に、アクセル開度ACCPに応じたスロットル開度TAの調節が行われる。
バルブリフト量調節による吸入空気量制御処理が実行可能である場合は(S100でyes)、アクセル開度センサ40にて検出されているアクセル開度ACCPとバルブリフト量センサ52にて検出されているバルブリフト量VLとがECU34内のメモリにおける作業領域に読み込まれる(S102)。
次にアクセル開度ACCPと目標バルブリフト量VLtとの関係を表す図4に実線にて示すマップMAPaccpにより、ステップS102にて読み込んだアクセル開度ACCPの値に基づいて目標バルブリフト量VLtを算出する(S104)。このマップMAPaccpは内燃機関2について設計上要求される性能に適合するように予め設定されている。
次に後述する図5のフィードバックゲイン設定処理により、バルブリフト量のフィードバック制御にて行われるPID計算(PID制御の制御量計算)におけるゲインKpの設定を行う(S106)。このゲインKpはP項(比例項)のゲインであり、このことによりフィードバック制御の応答性が調節される。尚、I項及びD項のゲインKi,Kdについては予め固定値として設定されている。
そしてゲインKpが設定されると、目標バルブリフト量VLtとバルブリフト量VLとの差に基づいて、PID計算によりリフト量可変機構32における駆動モータへの給電量と駆動モータの回転方向が設定される(S108)。この給電量がバルブリフト量VLの調節速度、すなわちアクセル開度ACCPの変化に対する吸気バルブ22のバルブリフト量調節における応答性を決定することになる。
そしてステップS108にて設定された給電量と回転方向での給電制御が実行される(S110)。
フィードバックゲイン設定処理(図5)について説明する。本処理では、まずアクセル開度ACCPの増加時か否かが判定される(S148)。ここでアクセル開度ACCPの増加時か否かは、今回の制御周期時におけるアクセル開度ACCPの値が、前回制御周期時の値よりも増加していれば増加時である判定する。
フィードバックゲイン設定処理(図5)について説明する。本処理では、まずアクセル開度ACCPの増加時か否かが判定される(S148)。ここでアクセル開度ACCPの増加時か否かは、今回の制御周期時におけるアクセル開度ACCPの値が、前回制御周期時の値よりも増加していれば増加時である判定する。
ここでアクセル開度ACCPが増加時であるとすると(S148でyes)、操舵角センサ50により検出されている操舵角θhが読み込まれる(S150)。そして操舵角θhとアクセル開度ACCPとが、図6にマップMAPθhとして示すトルクステア抑制領域内に存在するか否かが判定される(S152)。ここで図6は操舵角θhの絶対値(|θh|)とアクセル開度ACCPとからなる2次元空間を表している。尚、直進は操舵角θh=0°である。
車両加速時には、操舵角θhの絶対値が大きくなるほど、すなわち左(θh>0°)あるいは右(θh<0°)へのハンドル48の切り角度が大きいほどトルクステアは大きくなり、加速操作により生じる内燃機関2の駆動力が大きいほどトルクステアは大きくなる。したがってトルクステア抑制領域は図6の2次元空間の内で、アクセル開度ACCPと|操舵角θh|とが大きい側に設定されている。
ここで操舵角θhとアクセル開度ACCPとがトルクステア抑制領域内に存在しなければ(S152でno)、ゲインKpには最も応答性の良い初期ゲインKp0の値が設定される(S154)。尚、前記ステップS148にてnoと判定された場合もステップS154が実行される。そしてこのことにより設定されたゲインKpを用いてPID計算がなされて(図3:S108)、給電制御がなされる(図3:S110)。このトルクステアが問題ない状態では、上記給電制御により十分に高い応答性にてリフト量可変機構32の駆動モータが回転し、アクセル操作に対応したバルブリフト量VLが高応答で実現される。
操舵角θhとアクセル開度ACCPとがトルクステア抑制領域内に存在する場合には(S152でyes)、次に操舵角θhとアクセル開度ACCPとに基づいて、図7に示すマップMAPkpからゲインKpを算出する(S156)。このマップMAPkpは前述したごとくのトルクステアの傾向から、実線よりも右上の領域(トルクステア抑制領域に対応)において、破線の等高線にて示すごとく右上(アクセル開度ACCPが大、|操舵角θh|が大)に行くほど小さいゲインKpが設定される。尚、このゲインKpは前述した初期ゲインKp0よりも小さい値である。
このことにより設定されたゲインKpを用いてPID計算がなされ(図3:S108)、給電制御がなされる(図3:S110)が、このようにトルクステアが問題となる状態では、初期ゲインKp0よりも小さいゲインKpが用いられることになる。このことによりアクセル開度ACCPに対して給電制御はリフト量可変機構32の駆動モータを低応答で駆動するようになる。したがってアクセル開度ACCPに対するバルブリフト量VLの応答性は低くなる。すなわち目標バルブリフト量VLtに到達する時間が通常時(ステップS152でnoと判定された時)よりも遅延する。
図8のタイミングチャートに本実施の形態の制御の一例を示す。ここではタイミングt0前に、ドライバーはハンドル48を右(θh<0°)に操舵し、その後、アクセルペダル39を踏み込んでいる。このことにより操舵角θhの絶対値とアクセル開度ACCPとの関係がトルクステア抑制領域内に属することになる(t0:S152でyes)。このためバルブリフト量VLは、ゲインKpの低減により応答性が低下して、実線のごとくアクセル開度ACCPに対する応答性が低下する。通常時(S152でnoと判定された時)であれば、破線のハッチングで示す分、実線よりも高く、高応答にアクセル開度ACCPに対応した開度となる。
上述した構成において、請求項との関係は、ECU34が内燃機関出力増加抑制手段に相当し、ECU34の処理の内でフィードバックゲイン設定処理(図5)のステップS152,S156が内燃機関出力増加抑制手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).ドライバーによる同じ加速操作時であっても操舵角θhによってトルクステアの大きさが異なる。このことからフィードバックゲイン設定処理では操舵角θhに基づいて、トルクステアが大きくなって問題化するトルクステア抑制領域内か否かを判断して(S152)、トルクステア抑制領域内であれば(S152でyes)、ゲインKpを通常より低減することでトルクステアを抑制している(S156)。
(イ).ドライバーによる同じ加速操作時であっても操舵角θhによってトルクステアの大きさが異なる。このことからフィードバックゲイン設定処理では操舵角θhに基づいて、トルクステアが大きくなって問題化するトルクステア抑制領域内か否かを判断して(S152)、トルクステア抑制領域内であれば(S152でyes)、ゲインKpを通常より低減することでトルクステアを抑制している(S156)。
アクセル操作により駆動される吸気バルブ22のバルブリフト量VLについてもその値が大きい方にてトルクステアが強くなる。したがって本実施の形態では、操舵角θhと共にアクセル開度ACCPも加えてトルクステア抑制領域を設定して操舵角θhとアクセル開度ACCPとの両方にて判定し(S152:図6)、更にゲインKpの値も操舵角θhとアクセル開度ACCPとの両方にて設定している(S156:図7)。
このゲインKpの低減により、アクセル開度ACCPに基づく吸気バルブ22のバルブリフト量VLに対するフィードバック制御の応答性が低下し、バルブリフト量増加速度が低下する。こうして急速な内燃機関出力増加を抑えて、トルクステアが大きくなるのを防止している。
尚、操舵角θhとアクセル開度ACCPとの大きさに基づいてトルクステアが問題ないレベルであれば(S152でno)、バルブリフト量増加速度の抑制はしなくても済む。したがって車両の加速性能を必要以上に低下させることがない。
このことにより吸気バルブ22のバルブリフト量VLを連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関2において、加速操作時のトルクステアを効果的に防止することができる。
[実施の形態2]
前記実施の形態1では2つのマップMAPθh(図6),MAPkp(図7)を用いたが、本実施の形態では図9のごとく1つのマップMAPkpxを用いている。このマップMAPkpxでは図6のトルクステア抑制領域に相当する領域内においては前記図7と同様のKpを設定している。トルクステア抑制領域に相当する領域の外においてはKp=Kp0を設定している。したがってフィードバックゲイン設定処理としては、前記図5の代わりに図10のごとくすることができる。他の構成は前記実施の形態1と同じである。
前記実施の形態1では2つのマップMAPθh(図6),MAPkp(図7)を用いたが、本実施の形態では図9のごとく1つのマップMAPkpxを用いている。このマップMAPkpxでは図6のトルクステア抑制領域に相当する領域内においては前記図7と同様のKpを設定している。トルクステア抑制領域に相当する領域の外においてはKp=Kp0を設定している。したがってフィードバックゲイン設定処理としては、前記図5の代わりに図10のごとくすることができる。他の構成は前記実施の形態1と同じである。
図10の処理が開始されると、まずアクセル開度ACCPの増加時か否かが判定される(S248)。この処理は前記図5におけるステップS148と同じ処理である。
ここでアクセル開度ACCPが増加時であるとすると(S248でyes)、操舵角センサ50により検出されている操舵角θhが読み込まれる(S250)。そして操舵角θhとアクセル開度ACCPとに基づいて、図9に示したマップMAPkpxからゲインKpを算出する(S252)。このマップMAPkpxは上述のごとく、トルクステア抑制領域に相当する領域の外においてはKp=Kp0とする。このため操舵角θhとアクセル開度ACCPとがトルクステア抑制領域に相当する領域の外にある場合は、前記図5のステップS152にてnoと判定された場合と同じくアクセル操作に対応したバルブリフト量VLが高応答で実現される。
ここでアクセル開度ACCPが増加時であるとすると(S248でyes)、操舵角センサ50により検出されている操舵角θhが読み込まれる(S250)。そして操舵角θhとアクセル開度ACCPとに基づいて、図9に示したマップMAPkpxからゲインKpを算出する(S252)。このマップMAPkpxは上述のごとく、トルクステア抑制領域に相当する領域の外においてはKp=Kp0とする。このため操舵角θhとアクセル開度ACCPとがトルクステア抑制領域に相当する領域の外にある場合は、前記図5のステップS152にてnoと判定された場合と同じくアクセル操作に対応したバルブリフト量VLが高応答で実現される。
更にマップMAPkpxは上述のごとくトルクステア抑制領域に相当する領域内においてはKp<Kp0とし、かつ破線の等高線にて示すごとく右上に行くほど小さいゲインKpが設定される。このことによりアクセル開度ACCPに対して給電制御はリフト量可変機構32の駆動モータを低応答で駆動するようになり、アクセル開度ACCPに対するバルブリフト量VLの応答性は低くなる。すなわち目標バルブリフト量VLtに到達する時間が遅延する。
尚、アクセル開度ACCPの増加時でない場合には(S248でno)、ゲインKpには初期ゲインKp0が設定されることで(S254)、アクセル操作に対応したバルブリフト量VLが高応答で実現される。
上述した構成において、請求項との関係は、ECU34の処理の内でフィードバックゲイン設定処理(図10)のステップS252が内燃機関出力増加抑制手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1と同じ効果を生じる。
[実施の形態3]
前記実施の形態2のマップMAPkpx(図9)では2つのデータ(操舵角θh,アクセル開度ACCP)を用いたが、本実施の形態では図11に示すごとく操舵角θhのみからゲインKpを算出するマップMAPkpaを用いる。このマップMAPkpaでは、|θh|=0°の場合はKp=Kp0であるが、|θh|>0°ではKp<Kp0であり、|θh|が大きくなるにつれて、ゲインKpは次第に小さくなる。
(イ).前記実施の形態1と同じ効果を生じる。
[実施の形態3]
前記実施の形態2のマップMAPkpx(図9)では2つのデータ(操舵角θh,アクセル開度ACCP)を用いたが、本実施の形態では図11に示すごとく操舵角θhのみからゲインKpを算出するマップMAPkpaを用いる。このマップMAPkpaでは、|θh|=0°の場合はKp=Kp0であるが、|θh|>0°ではKp<Kp0であり、|θh|が大きくなるにつれて、ゲインKpは次第に小さくなる。
したがってフィードバックゲイン設定処理としては、前記図10の代わりに図12のごとくすることができる。他の構成は前記実施の形態2と同じである。
図12の処理が開始されると、まずアクセル開度ACCPの増加時か否かが判定される(S348)。この処理は前記図5におけるステップS148と同じ処理である。
図12の処理が開始されると、まずアクセル開度ACCPの増加時か否かが判定される(S348)。この処理は前記図5におけるステップS148と同じ処理である。
アクセル開度ACCPの増加時でない場合には(S348でno)、ゲインKpには初期ゲインKp0が設定されることで(S354)、アクセル操作に対応したバルブリフト量VLが高応答で実現される。
アクセル開度ACCPが増加時であるとすると(S348でyes)、操舵角センサ50により検出されている操舵角θhが読み込まれる(S350)。そしてこの操舵角θhに基づいて、図11に示すマップMAPkpaからゲインKpを算出する(S352)。このマップMAPkpaは上述のごとくであるので、|θh|=0°である場合はKp=Kp0であり、給電制御により十分に高い応答性にてリフト量可変機構32の駆動モータが回転してアクセル操作に対応したバルブリフト量VLが高応答で実現される。
|θh|>0°である場合は、|θh|が大きいほど小さいゲインKpが設定される。このことにより|θh|が大きいほどアクセル開度ACCPに対して給電制御はリフト量可変機構32の駆動モータを低応答で駆動するようになり、アクセル開度ACCPに対するバルブリフト量VLの応答性は低くなる。すなわち目標バルブリフト量VLtに到達する時間が遅延する。
図13のタイミングチャートに示すごとく、タイミングt10前は|θh|=0°であるので、バルブリフト量VLはアクセル開度ACCPに高応答に対応する。|θh|>0°となっても、アクセル開度ACCPが増加操作されない時や、|θh|に対応したゲインKpにてアクセル開度ACCPの増加に十分に対応できる時には(t10〜t11)、応答性に問題はない。
しかし|θh|>0°にてドライバーのアクセル操作によりアクセル開度ACCPが急速に増加された場合(t11以後)には、|θh|に対応したゲインKpにより応答性が低くされることになる(t11〜t12)。尚、タイミングt11〜t12において破線ハッチング部分は|θh|=0°である場合の応答性の高さ分を示している。
上述した構成において、請求項との関係は、ECU34の処理の内でフィードバックゲイン設定処理(図12)のステップS352が内燃機関出力増加抑制手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).操舵角θhのみでゲインKpを低下させているが、この構成においてもトルクステアが問題となる場合にはゲインKpの低減により、アクセル開度ACCPに基づく、吸気バルブ22のバルブリフト量VLに対するフィードバック制御の応答性が低下し、バルブリフト量増加速度が低下する。こうして急速な内燃機関駆動力上昇を抑えて、トルクステアが大きくなるのを防止している。
(イ).操舵角θhのみでゲインKpを低下させているが、この構成においてもトルクステアが問題となる場合にはゲインKpの低減により、アクセル開度ACCPに基づく、吸気バルブ22のバルブリフト量VLに対するフィードバック制御の応答性が低下し、バルブリフト量増加速度が低下する。こうして急速な内燃機関駆動力上昇を抑えて、トルクステアが大きくなるのを防止している。
尚、操舵角θh=0°であれば、バルブリフト量増加速度の抑制はしていない。したがって車両の加速性能を必要以上に低下させることがない。
このことにより吸気バルブ22のバルブリフト量VLを連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関2において、加速操作時のトルクステアを効果的に防止することができる。
このことにより吸気バルブ22のバルブリフト量VLを連続的に可変とすることで出力制御を行う車両用内燃機関2において、加速操作時のトルクステアを効果的に防止することができる。
[実施の形態4]
本実施の形態では前記実施の形態2の構成において、図9に示したマップMAPkpxの代わりに図14に示すマップMAPkpyを用いる。このマップMAPkpyではアクセル開度ACCPが基準開度ACCPstdより大きく、かつ|操舵角θh|が基準角度θstdより大きい場合に、ゲインKpには初期ゲインKp0より小さい固定値を設定している。これ以外の領域ではゲインKpには初期ゲインKp0を設定している。
本実施の形態では前記実施の形態2の構成において、図9に示したマップMAPkpxの代わりに図14に示すマップMAPkpyを用いる。このマップMAPkpyではアクセル開度ACCPが基準開度ACCPstdより大きく、かつ|操舵角θh|が基準角度θstdより大きい場合に、ゲインKpには初期ゲインKp0より小さい固定値を設定している。これ以外の領域ではゲインKpには初期ゲインKp0を設定している。
このことにより、ACCP>ACCPstdでかつ|θh|>θstdでは吸気バルブ22のバルブリフト量VLの増加速度を抑制している。
このことにより前記実施の形態2とほぼ同様な効果を生じさせることができる。
このことにより前記実施の形態2とほぼ同様な効果を生じさせることができる。
[実施の形態5]
本実施の形態では前記実施の形態3の構成において、図11に示したマップMAPkpaの代わりに図15に示すマップMAPkpbを用いる。このマップMAPkpbでは|操舵角θh|が基準角度θstdbより大きい場合に、ゲインKpには初期ゲインKp0より小さい値を設定している。これ以外の領域ではゲインKpには初期ゲインKp0を設定している。
本実施の形態では前記実施の形態3の構成において、図11に示したマップMAPkpaの代わりに図15に示すマップMAPkpbを用いる。このマップMAPkpbでは|操舵角θh|が基準角度θstdbより大きい場合に、ゲインKpには初期ゲインKp0より小さい値を設定している。これ以外の領域ではゲインKpには初期ゲインKp0を設定している。
このことにより、|θh|>θstdbでは吸気バルブ22のバルブリフト量VLの増加速度を抑制している。
このことにより前記実施の形態3とほぼ同様な効果を生じさせることができる。
このことにより前記実施の形態3とほぼ同様な効果を生じさせることができる。
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態4において、ACCP>ACCPstdでかつ|θh|>θstdの領域では、ゲインKpには初期ゲインKp0より小さい固定値を設定していた。この代わりに、ACCP>ACCPstdでかつ|θh|>θstdの領域にては、図7のトルクステア抑制領域内に設定したマップと同じゲインKpの値を配置しても良い。
(a).前記実施の形態4において、ACCP>ACCPstdでかつ|θh|>θstdの領域では、ゲインKpには初期ゲインKp0より小さい固定値を設定していた。この代わりに、ACCP>ACCPstdでかつ|θh|>θstdの領域にては、図7のトルクステア抑制領域内に設定したマップと同じゲインKpの値を配置しても良い。
(b).前記実施の形態5において、|θh|>θstdbではゲインKpには初期ゲインKp0より小さい固定値を設定していたが、この代わりに、|θh|>θstdbにおいては、図11のマップMAPkpaと同じゲインKpの値を配置しても良い。
(c).前記各実施の形態におけるバルブリフト量増加速度の他の抑制手法としては、目標バルブリフト量VLtの増加速度を、アクセル開度ACCPに対応した増加速度とせずに、アクセル開度ACCPの増加速度よりも低い増加速度にすることでも良い。この場合、アクセル開度ACCPの増加速度に対して目標バルブリフト量VLtに一定量の増加速度低減補正をしても良く、あるいは一定割合の増加速度低減補正をしても良い。
又、目標バルブリフト量VLtではなく、実際のバルブリフト量VLを直接調節して、アクセル開度ACCPに対応した増加とせずに、アクセル開度ACCPの増加速度よりも低い増加速度にすることでも良い。この場合も、アクセル開度ACCPの増加速度に対してバルブリフト量VLに一定量の増加速度低減をしても良く、あるいは一定割合の増加速度低減をしても良い。
(d).前記各実施の形態では4輪駆動車を前提としたが、操舵輪に駆動力を伝達する車両であれば、前輪駆動車にも適用できる。気筒数も4気筒に限らず他の気筒数の内燃機関にも適用できる。
2…内燃機関、4…燃焼室、6…吸気通路、6a…サージタンク、6b…スロットルバルブ、8…燃料噴射弁、10…点火プラグ、12…ピストン、14…クランクシャフト、16…排気通路、22…吸気バルブ、24…排気バルブ、26…吸気カムシャフト、28…排気カムシャフト、30…バルブタイミング可変機構、32…リフト量可変機構、34…ECU、36…クランク角センサ、38…カム角センサ、39…アクセルペダル、40…アクセル開度センサ、42…スロットルポジションセンサ、44…エアフローメータ、46…空燃比センサ、48…ハンドル、50…操舵角センサ、52…バルブリフト量センサ。
Claims (8)
- 車両の操舵輪に駆動力を伝達すると共に吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた車両用内燃機関において、アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度に応じて前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブリフト量を調節することで内燃機関出力制御を行う内燃機関制御装置であって、
ステアリング操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさに基づいて前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制する内燃機関出力増加抑制手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさが基準角度より大きい場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角の大きさが基準角度より大きく、かつ前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度が基準開度より大きい場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1において、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記操舵角検出手段にて検出された操舵角及び前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度の状態が、前記操舵角と前記アクセル開度とからなる2次元空間上でトルクステアが大きくなる側に設定したトルクステア抑制領域内に属する場合に、前記可変動弁機構による吸気バルブのバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、バルブリフト量増加速度に限界を設けることでバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記アクセル開度検出手段にて検出されたアクセル開度の増加速度に対応する増加速度よりも、バルブリフト量増加速度を低下させることでバルブリフト量増加速度を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記バルブリフト量増加速度の抑制は、前記操舵角が大きくなるにしたがって強めることを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜7のいずれかにおいて、前記内燃機関出力増加抑制手段は、前記バルブリフト量増加速度の抑制は、前記アクセル開度が大きくなるにしたがって強めることを特徴とする内燃機関制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006299501A JP2008115755A (ja) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | 内燃機関制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006299501A JP2008115755A (ja) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | 内燃機関制御装置 |
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JP2008115755A true JP2008115755A (ja) | 2008-05-22 |
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ID=39501903
Family Applications (1)
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JP2006299501A Pending JP2008115755A (ja) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | 内燃機関制御装置 |
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JP (1) | JP2008115755A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11939930B2 (en) | 2022-05-13 | 2024-03-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle controller and method for vehicle control method |
-
2006
- 2006-11-02 JP JP2006299501A patent/JP2008115755A/ja active Pending
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