JP2024062861A - Vehicle engine abnormality determination device - Google Patents
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Abstract
【課題】過剰トルクに基づくエンジンの異常判定がより高い精度で行われるようにする。【解決手段】要求エンジントルクTedemと実際のエンジントルクTe とを比較して、エンジントルクTe が要求エンジントルクTedemよりも大きい過剰トルクTovを算出し、過剰トルクTovに関して予め定められた異常判定条件を満たした場合(S7、S10の判断が共にYES)にエンジンの異常判定を行う(S11)車両のエンジン異常判定装置において、異常判定条件である判定マップが、ギヤ段Gr毎に車両に対する駆動要求量であるアクセル開度θacc に応じて定められている。これにより、アクセル開度θacc のみに基づいて判定マップが定められる場合に比較して、エンジンの異常判定の精度が向上する。【選択図】図2[Problem] To make it possible to perform engine abnormality determination based on excessive torque with higher accuracy. [Solution] In a vehicle engine abnormality determination device, a required engine torque Tedem is compared with an actual engine torque Te to calculate an excessive torque Tov where the engine torque Te is greater than the required engine torque Tedem, and an engine abnormality determination is performed (S11) when a predetermined abnormality determination condition is satisfied for the excessive torque Tov (determinations in S7 and S10 are both YES), and a determination map, which is an abnormality determination condition, is determined for each gear Gr according to an accelerator opening θacc, which is a drive demand amount for the vehicle. This improves the accuracy of engine abnormality determination compared to when a determination map is determined based only on the accelerator opening θacc. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は車両のエンジン異常判定装置に係り、特に、実際のエンジントルクが要求エンジントルクに対して過剰となるエンジン異常判定に関するものである。 The present invention relates to an engine abnormality determination device for a vehicle, and in particular to engine abnormality determination when the actual engine torque is excessive relative to the required engine torque.
エンジンと、変速比が異なる複数のギヤ段を形成する自動変速機と、を備えている車両に関し、前記エンジンに対する要求トルクである要求エンジントルクと、前記エンジンの実際のエンジントルクとを比較して、エンジントルクが要求エンジントルクよりも大きい過剰トルクを算出し、その過剰トルクに関して予め定められた異常判定条件を満たした場合に前記エンジンが異常である旨の異常判定を行うエンジン異常判定装置が提案されている(特許文献1参照)。 For a vehicle equipped with an engine and an automatic transmission that forms multiple gears with different gear ratios, an engine abnormality determination device has been proposed that compares a required engine torque, which is a torque required for the engine, with the actual engine torque of the engine to calculate an excess torque in which the engine torque is greater than the required engine torque, and performs an abnormality determination that the engine is abnormal if a predetermined abnormality determination condition is met with respect to the excess torque (see Patent Document 1).
しかしながら、従来のエンジン異常判定装置は、車両に対する駆動要求量であるアクセル開度のみに基づいて異常判定条件(判定モード0~2)が定められるため、必ずしも高い精度で異常判定を行うことができず、必要以上にエンジンの異常判定が行われる可能性があった。
However, in conventional engine abnormality determination devices, the abnormality determination conditions (
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、過剰トルクに基づくエンジンの異常判定がより高い精度で行われるようにすることにある。 The present invention was made against the background of the above circumstances, and its purpose is to enable engine abnormality determination based on excessive torque to be performed with greater accuracy.
本発明は、(a) エンジンと、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられて変速比が異なる複数のギヤ段を形成する自動変速機と、を備えている車両に関し、(b) 前記エンジンに対する要求トルクである要求エンジントルクと、前記エンジンの実際のエンジントルクとを比較して、そのエンジントルクがその要求エンジントルクよりも大きい過剰トルクを算出し、その過剰トルクに関して予め定められた異常判定条件を満たした場合に前記エンジンが異常である旨の異常判定を行う車両のエンジン異常判定装置において、(c) 前記異常判定条件が、前記ギヤ段毎に前記車両に対する駆動要求量に応じて定められている、ことを特徴とする。 The present invention relates to a vehicle having (a) an engine and an automatic transmission provided in a power transmission path between the engine and drive wheels, which provides a plurality of gear stages with different gear ratios, and (b) an engine abnormality determination device for a vehicle that compares a required engine torque, which is a torque required for the engine, with an actual engine torque of the engine, calculates an excess torque that is greater than the required engine torque, and performs an abnormality determination that the engine is abnormal if the excess torque satisfies a predetermined abnormality determination condition, and (c) the abnormality determination condition is determined according to the drive demand amount for the vehicle for each gear stage.
このような車両のエンジン異常判定装置によれば、過剰トルクに基づくエンジンの異常判定に関する異常判定条件が、ギヤ段毎に車両に対する駆動要求量に応じて定められているため、駆動要求量のみに基づいて異常判定条件が定められる場合に比較して、エンジンの異常判定の精度が向上する。 With this type of vehicle engine abnormality determination device, the abnormality determination conditions for engine abnormality determination based on excess torque are determined for each gear according to the drive demand for the vehicle, improving the accuracy of engine abnormality determination compared to when the abnormality determination conditions are determined based only on the drive demand.
本発明は、動力源としてエンジンのみを備えているエンジン駆動車両に適用されるが、エンジンの他に電動機を備えているハイブリッド方式の車両にも適用され得る。自動変速機は、遊星歯車式や2軸噛合式等の有段変速機が適当であるが、ベルト式等の無段変速機であっても有段変速機のように変速比を段階的に変更する場合には、同様に適用され得る。車両に対する駆動要求量としては、例えば運転者によって操作されるアクセル開度が適当であるが、駆動輪における要求駆動トルク等を用いることもできる。エンジンが異常か否かを判定する異常判定条件は、例えば過剰トルクの大きさおよび継続時間の両方で判定することが望ましいが、過剰トルクの大きさだけで判定することもできる。 The present invention is applicable to engine-driven vehicles that have only an engine as a power source, but can also be applied to hybrid vehicles that have an electric motor in addition to the engine. A stepped automatic transmission such as a planetary gear type or a two-shaft mesh type is suitable, but a continuously variable transmission such as a belt type can also be applied if the gear ratio is changed in stages like a stepped automatic transmission. The drive demand amount for the vehicle is, for example, the accelerator opening operated by the driver, but the required drive torque at the drive wheels can also be used. The abnormality judgment conditions for judging whether the engine is abnormal are preferably, for example, both the magnitude and duration of the excess torque, but it can also be judged based on the magnitude of the excess torque alone.
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例であるエンジン異常判定装置としてエンジン異常判定部96を機能的に備えている電子制御装置90を搭載している車両10の駆動装置の概略構成図である。車両10は、動力源としてエンジン12および電動機MGを備えているハイブリッド方式の車両である。車両10は、エンジン12と、左右の後輪または前輪である駆動輪14と、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置18と、を備えている。エンジン12は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、電子スロットル弁や燃料噴射装置、点火装置等を有するエンジン制御機器22が電子制御装置90によって制御されることにより、エンジントルクTe が制御される。電動機MGは、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有するモータジェネレータで、インバータ等を有するPCU(Power Control Unit)24を介してバッテリ28に接続されている。電動機MGは、電子制御装置90によってPCU24が制御されることにより、電動機MGのトルクであるMGトルクTmgが制御される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a schematic diagram of a drive system of a
動力伝達装置18は、車体に取り付けられるケース32内において、K0クラッチ34、WSCクラッチ36、自動変速機38、変速機出力歯車40、減速ギヤ機構41、ディファレンシャルギヤ42等を備えている、所謂トランスアクスルである。動力伝達装置18は、ディファレンシャルギヤ42に連結された1対のドライブシャフト44等を備えている。K0クラッチ34は、動力伝達経路からエンジン12を切り離すエンジン断接クラッチである。WSCクラッチ36は、電子制御装置90によってスリップ係合制御されることにより発進クラッチや入力クラッチとして機能する。K0クラッチ34およびWSCクラッチ36は、何れも油圧式の摩擦係合装置であり、油圧制御回路52から供給されるK0油圧PRk0、WSC油圧PRwsc によって係合状態や開放状態などの制御状態が切り替えられる
The
自動変速機38は、例えば複数の遊星歯車装置と複数の係合装置CBとを備えている遊星歯車式の自動変速機である。複数の係合装置CBは油圧式の摩擦係合装置であり、各々、油圧制御回路52から供給される調圧されたCB油圧PRcbにより係合状態や開放状態などの制御状態が切り替えられる。自動変速機38は、係合装置CBの係合解放状態が切り替えられることにより、変速比γat(=入力回転速度Ni /出力回転速度No )が異なる複数のギヤ段Grが形成される有段変速機である。入力回転速度Ni は、変速機入力軸50の回転速度であり、自動変速機38の入力回転速度である。出力回転速度No は、変速機出力歯車40の回転速度であり、自動変速機38の出力回転速度である。
The
車両10は、機械式オイルポンプ58および電動式オイルポンプ60を備えており、油圧制御回路52に作動油を供給する。油圧制御回路52は、機械式オイルポンプ58および電動式オイルポンプ60から供給された作動油を元にして、各々調圧したCB油圧PRcb、K0油圧PRk0、WSC油圧PRwsc などを出力する。
The
車両10は、各種の制御を実行する制御装置として電子制御装置90を備えている。電子制御装置90は、所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、車両10の各種制御を実行する。電子制御装置90には、例えばエンジン回転速度センサ70、MG回転速度センサ72、入力回転速度センサ74、出力回転速度センサ76、アクセル開度センサ78、スロットル弁開度センサ80、吸入空気量センサ82、空燃比センサ84、バッテリセンサ86、油温センサ88などから、エンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Ne 、電動機MGの回転速度であるMG回転速度Nmg、入力回転速度Ni 、車速Vに対応する出力回転速度No 、アクセルペダル等の操作量で運転者の車両10に対する駆動要求量を表すアクセル開度θacc 、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、吸入空気量Air、空燃比A/F、蓄電装置であるバッテリ28のバッテリ温度THbat やバッテリ充放電電流Ibat やバッテリ電圧Vbat 、油圧制御回路52内の作動油の温度である油温THoil など、各種の制御に必要な種々の情報に関する信号が供給される。
The
電子制御装置90からは、例えばエンジン制御機器22、PCU24、油圧制御回路52、電動式オイルポンプ60などに、エンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Se 、電動機MGを制御する為のMG制御指令信号Smg、係合装置CBを制御する為のCB油圧制御指令信号Scb、K0クラッチ34を制御する為のK0油圧制御指令信号Sk0、WSCクラッチ36を制御する為のWSC油圧制御指令信号Swsc 、電動式オイルポンプ制御指令信号Seop などが、それぞれ出力される。
The
電子制御装置90は、動力源制御部92、変速制御部94、およびエンジン異常判定部96を機能的に備えている。
The
動力源制御部92は、例えば駆動要求量であるアクセル開度θacc 及び車速Vに基づいて、駆動輪14における要求駆動トルクTrdem[Nm]を算出する。動力源制御部92は、自動変速機38の変速比γat等を考慮して、要求駆動トルクTrdemを実現できる変速機入力軸50における要求入力トルクTidemを算出し、その要求入力トルクTidemが得られる目標エンジントルクTetgtおよび目標MGトルクTmtgtを求める。そして、その目標エンジントルクTetgtが出力されるようにエンジン12を制御するエンジン制御指令信号Se を出力するとともに、目標MGトルクTmtgtが出力されるように電動機MGを制御するMG制御指令信号Smgを出力する。目標エンジントルクTetgtは要求エンジントルクTedemと一致する。
The power
動力源制御部92は、電動機MGの出力のみで要求入力トルクTidemを賄う場合には、バッテリ28からの電力で電動機MGを駆動して走行するBEV走行モードとする。BEV走行モードでは、K0クラッチ34を開放してエンジン12を停止するとともに、WSCクラッチ36を係合状態にして、電動機MGのみを用いて走行するBEV走行を行う。動力源制御部92はまた、少なくともエンジン12を用いて要求入力トルクTidemを賄う場合には、HEV走行モードとする。HEV走行モードでは、K0クラッチ34およびWSCクラッチ36を共に係合状態にして、少なくともエンジン12を用いて走行するHEV走行を行う。HEV走行モードにおいては、要求入力トルクTidemの全部または一部を実現するようにエンジントルクTe を制御し、エンジントルクTe では不足するトルク分を補うようにMGトルクTmgを制御する。
When the required input torque Tidem is satisfied only by the output of the electric motor MG, the power
変速制御部94は、例えば予め定められた変速マップを用いて自動変速機38の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機38のギヤ段Grを切り替える為のCB油圧制御指令信号Scbを出力する。変速マップは、例えば車速V及び要求駆動トルクTrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機38の変速を判断する為の変速線を有する所定の関係であり、車速Vが高くなるに従って変速比γatが小さい高速ギヤ段になり、要求駆動トルクTrdemが大きくなるに従って変速比γatが大きい低速ギヤ段になる、ように定められている。
The
エンジン異常判定部96は、実際のエンジントルクTe が要求エンジントルクTedemよりも大きい過剰トルクTov(=Te -Tedem)に基づいてエンジン12が異常である旨の異常判定を行うもので、図2のフローチャートのステップS1-S12(以下、ステップを省略して単にS1-S12と言う。)に従って信号処理を実行する。エンジン12の異常は、電子スロットル弁や燃料噴射装置、点火装置等を有するエンジン制御機器22が異常の場合を含む。このエンジン異常判定部96はエンジン異常判定装置に相当する。
The engine
図2のフローチャートは、HEV走行モード時にエンジン12のみを用いて走行するエンジン走行時、すなわち駆動要求量であるアクセル開度θacc に応じてエンジントルクTe が制御される場合、に実行される。このフローチャートは、所定のサイクルタイム(例えば16m秒)で繰り返し実行される。図2のフローチャートにおいて、菱形で示した判断ステップのYESは肯定を意味し、NOは否定を意味する。
The flowchart in FIG. 2 is executed during engine running in which the vehicle runs using only the
図2のS1では、前記動力源制御部92から要求エンジントルクTedem(=Tetgt)を取得し、S2では実際のエンジントルクTe を取得する。エンジントルクTe は、例えばトルクセンサ等を用いて検出することができるが、吸入空気量Airや空燃比A/F、エンジン回転速度Ne 、車速V、車両加速度、などから算出した推定値を用いても良い。S3では、駆動要求量としてアクセル開度θacc を取得し、S4では、自動変速機38のギヤ段Grを取得する。ギヤ段Grは、例えば変速比γatを算出して特定することができる。S5では、アクセル開度θacc およびギヤ段Grに応じて、エンジン12の異常判定を行うための判定マップを選択する。判定マップは、図3に例示したように、過剰トルクTovおよび継続時間Tcoを変数として階段状に設定されている。この判定マップは異常判定条件に相当し、判定マップよりも右上部分の領域、すなわち判定マップよりも過剰トルクTovが大きく、且つ継続時間Tcoが長い場合に、エンジン12が異常であると判定する。実線で示した判定マップ11について具体的に説明すると、過剰トルクTovが比較的大きい異常判定閾値Tovth3 以上では、比較的短い異常判定継続時間Tcoth3 以上で異常判定が行われる。過剰トルクTovが異常判定閾値Tovth3 よりも小さく異常判定閾値Tovth2 以上では、異常判定継続時間Tcoth3 よりも長い異常判定継続時間Tcoth2 以上で異常判定が行われる。また、過剰トルクTovが異常判定閾値Tovth2 よりも小さく異常判定閾値Tovth1 以上では、異常判定継続時間Tcoth2 よりも更に長い異常判定継続時間Tcoth1 以上で異常判定が行われる。異常判定閾値Tovthの区分数は適宜定められる。
In S1 of FIG. 2, the required engine torque Tedem (=Tetgt) is obtained from the power
このような判定マップは、ギヤ段Gr毎にアクセル開度θacc に応じて定められている。図3はGr=1、すなわち変速比γatが最も大きい第1速ギヤ段に関するもので、アクセル開度θacc の大きさに応じて複数種類(実施例では3種類)の判定マップ11、12、13が定められている。すなわち、アクセル開度θacc がαよりも小さい場合は実線で示した判定マップ11が選択され、アクセル開度θacc がα以上でβよりも小さい場合は一点鎖線で示した判定マップ12が選択され、アクセル開度θacc がβ以上の場合は二点鎖線で示した判定マップ13が選択される。図3において、右上に向かうに従って異常判定の条件が厳しくなり、異常判定が行われ難くなるため、アクセル開度θacc が大きい場合は小さい場合に比較して異常判定が行われ難くなる。図示は省略するが、Gr≧2の第2速ギヤ段以上の各ギヤ段についても、それぞれアクセル開度θacc の大きさに応じて複数種類の判定マップが定められている。その場合に、変速比γatが小さい高速ギヤ段では低速ギヤ段に比較して、異常判定が行われ難くなるように、ギヤ段Grが高くなる程各ギヤ段Grの判定マップは図3における右上方向へずれる。すなわち、アクセル開度θacc 等の駆動要求量が大きい場合や高速ギヤ段が用いられる場合は、一般に高車速でエンジントルクTe が大きく、過剰トルクTovの影響が相対的に小さくなるため、異常判定が行われ難くされている。なお、アクセル開度θacc の代わりに要求駆動トルクTrdem等を駆動要求量として用いて判定マップを設定しても良い。
Such a judgment map is determined for each gear Gr according to the accelerator opening θacc. FIG. 3 shows Gr=1, i.e., the first gear with the largest gear ratio γat, and multiple types of judgment maps 11, 12, and 13 (three in this embodiment) are determined according to the magnitude of the accelerator opening θacc. That is, when the accelerator opening θacc is smaller than α, the judgment map 11 shown by the solid line is selected, when the accelerator opening θacc is equal to or larger than α and smaller than β, the
次のS6では、実際のエンジントルクTe から要求エンジントルクTedemを引き算して過剰トルクTovを算出する。S7では、過剰トルクTovが、S5で選択した判定マップにおいて最も低い異常判定閾値Tovth1 以上か否かを判断し、Tov≧Tovth1 であればS8でカウンタCに1を加算する一方、Tov<Tovth1 の場合はS12でカウンタCを0にリセットする。このカウンタCは、継続時間計測用で、図2のフローチャートの実行サイクルタイムを掛け算することにより継続時間Tcoを求めることができる。本実施例では過剰トルクTovが異常判定閾値Tovth1 以上である場合の継続時間Tcoを計測するが、異常判定閾値Tovthの区分毎、すなわちTovth3 ≦Tov、Tovth2 ≦Tov<Tovth3 、Tovth1 ≦Tov<Tovth2 毎に、継続時間Tcoを計測するようにしても良い。 In the next step S6, the required engine torque Tedem is subtracted from the actual engine torque Te to calculate the excess torque Tov. In step S7, it is determined whether the excess torque Tov is equal to or greater than the lowest abnormality determination threshold Tovth1 in the determination map selected in step S5. If Tov≧Tovth1, the counter C is incremented by 1 in step S8. If Tov<Tovth1, the counter C is reset to 0 in step S12. This counter C is used to measure the duration, and the duration Tco can be calculated by multiplying it by the execution cycle time of the flowchart in FIG. 2. In this embodiment, the duration Tco is measured when the excess torque Tov is equal to or greater than the abnormality determination threshold Tovth1. However, the duration Tco may be measured for each category of the abnormality determination threshold Tovth, i.e., for each of Tovth3≦Tov, Tovth2≦Tov<Tovth3, and Tovth1≦Tov<Tovth2.
S9では、選択した判定マップから過剰トルクTovの大きさに応じて異常判定継続時間Tcothを設定する。すなわち、Tovth3 ≦Tovの場合には異常判定継続時間Tcoth3 を設定し、Tovth2 ≦Tov<Tovth3 の場合には異常判定継続時間Tcoth2 を設定し、Tovth1 ≦Tov<Tovth2 の場合には異常判定継続時間Tcoth1 を設定する。S10では、前記カウンタCから求められる継続時間Tcoが、S9で設定された異常判定継続時間Tcoth以上か否かを判断し、Tco<Tcothの間はそのまま終了してS1以下を繰り返すが、Tco≧TcothになったらS11を実行してエンジン12の異常判定を行う。この異常判定が為された場合は、例えばエンジントルクTe を制限するなどのフェールセーフ制御を実行したり、運転者に異常であることを知らせる異常表示を行ったりする。
In S9, the abnormality determination duration Tcoth is set according to the magnitude of the excess torque Tov from the selected determination map. That is, if Tovth3 ≦ Tov, the abnormality determination duration Tcoth3 is set, if Tovth2 ≦ Tov < Tovth3, the abnormality determination duration Tcoth2 is set, and if Tovth1 ≦ Tov < Tovth2, the abnormality determination duration Tcoth1 is set. In S10, it is determined whether the duration Tco obtained from the counter C is equal to or greater than the abnormality determination duration Tcoth set in S9. If Tco < Tcoth, the process ends and S1 and the following steps are repeated, but if Tco ≧ Tcoth, S11 is executed to determine an abnormality in the
このように本実施例の車両10のエンジン異常判定部96によれば、過剰トルクTovに基づくエンジン12の異常判定に関する判定マップが、ギヤ段Gr毎にアクセル開度θacc に応じて定められているため、特許文献1のようにアクセル開度θacc のみに基づいて判定マップが定められる場合に比較して、エンジン12の異常判定の精度が向上する。
In this way, according to the engine
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above describes an embodiment of the present invention in detail based on the drawings, but this is merely one embodiment and can be implemented in various modified and improved forms.
10:車両 12:エンジン 14:駆動輪 18:動力伝達装置(動力伝達経路) 38:自動変速機 96:エンジン異常判定部(エンジン異常判定装置) Gr:ギヤ段 θacc :アクセル開度(駆動要求量) Te :エンジントルク Tedem:要求エンジントルク Tov:過剰トルク Tovth1 、Tovth2 、Tovth3 :異常判定閾値(異常判定条件) Tco:継続時間 Tcoth1 、Tcoth2 、Tcoth3 :異常判定継続時間(異常判定条件) 10: Vehicle 12: Engine 14: Drive wheels 18: Power transmission device (power transmission path) 38: Automatic transmission 96: Engine abnormality determination unit (engine abnormality determination device) Gr: Gear θacc: Accelerator opening (drive demand amount) Te: Engine torque Tedem: Required engine torque Tov: Excess torque Tovth1, Tovth2, Tovth3: Abnormality determination threshold (abnormality determination condition) Tco: Duration Tcoth1, Tcoth2, Tcoth3: Abnormality determination duration (abnormality determination condition)
Claims (1)
前記エンジンに対する要求トルクである要求エンジントルクと、前記エンジンの実際のエンジントルクとを比較して、該エンジントルクが該要求エンジントルクよりも大きい過剰トルクを算出し、該過剰トルクに関して予め定められた異常判定条件を満たした場合に前記エンジンが異常である旨の異常判定を行う車両のエンジン異常判定装置において、
前記異常判定条件が、前記ギヤ段毎に前記車両に対する駆動要求量に応じて定められている
ことを特徴とする車両のエンジン異常判定装置。 A vehicle including an engine and an automatic transmission provided in a power transmission path between the engine and drive wheels, the automatic transmission forming a plurality of gears with different gear ratios,
An engine abnormality determination device for a vehicle, the device comparing a required engine torque, which is a torque required for the engine, with an actual engine torque of the engine, calculating an excess torque in which the engine torque is greater than the required engine torque, and determining that the engine is abnormal when a predetermined abnormality determination condition is satisfied with respect to the excess torque,
The abnormality determination condition is determined for each gear in accordance with a drive demand for the vehicle.
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