JP5273398B2 - Output control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の出力制御装置に係り、要求トルクに対し出力トルクの適正化を図る技術に関する。 The present invention relates to an output control device for an internal combustion engine, and relates to a technique for optimizing output torque with respect to required torque.
例えば車両に搭載された内燃機関（エンジン）では、ドライバ（操作者）がステップ状のアクセル操作をした場合、吸入空気圧（例えば、インテークマニフォールド圧）と大気圧との圧力比（吸入空気圧／大気圧）が所定値（例えば、０．５２８３）以下の吸入空気の流速が音速となる所謂臨界域において吸入空気量が一次遅れの挙動を示すことが知られている。従って、アクセル操作に対してスロットルバルブを独立して制御可能な吸気システム（例えば、ドライブ・バイ・ワイヤ（ＤＢＷ）システム）では、一般に、アクセル操作に対応した値を一次遅れ処理することにより吸入空気量を推定し、この吸入空気量の推定値に即して例えば目標トルクの指標を求め、当該指標に基づきスロットルバルブを適正な開度に調節して所望の出力トルクを得るようにしている。 For example, in an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle, when a driver (operator) performs a stepped accelerator operation, a pressure ratio (intake air pressure / atmospheric pressure) between intake air pressure (for example, intake manifold pressure) and atmospheric pressure. ) Is a predetermined value (for example, 0.5283) or less, it is known that the intake air amount exhibits a first-order lag behavior in a so-called critical region where the flow velocity of the intake air becomes the sonic velocity. Accordingly, in an intake system (for example, a drive-by-wire (DBW) system) in which the throttle valve can be independently controlled with respect to the accelerator operation, the intake air is generally processed by first-order lag processing of a value corresponding to the accelerator operation. For example, an index of the target torque is obtained in accordance with the estimated value of the intake air amount, and a desired output torque is obtained by adjusting the throttle valve to an appropriate opening based on the index.
また、エアフローセンサにより検出した吸入空気量を１次遅れ処理して筒内に流入する吸入空気量を演算し、この１次遅れ処理した値に基づいて燃料噴射量等の内燃機関の制御を行う技術も開発されている（特許文献１参照）。 Further, the intake air amount detected by the air flow sensor is subjected to a first-order lag process to calculate the intake air amount flowing into the cylinder, and the internal combustion engine such as the fuel injection amount is controlled based on the first-order lag process value. Technology has also been developed (see Patent Document 1).
一般的に車両では、減速時やアイドル時のようにエンジン運転中であってもアクセル操作を行わない場合もある。このような場合においても、エンジンや変速装置等の保護、あるいはエンジンストップの回避といった観点から、エンジンの回転速度の上限値及び下限値を設定し、これらの限界値内に迅速かつ正確にエンジンの回転速度が設定されるようにエンジンの出力トルク制御が必要とされている。 In general, in a vehicle, there is a case where the accelerator operation is not performed even when the engine is running, such as during deceleration or idling. Even in such a case, the upper limit value and the lower limit value of the engine speed are set in order to protect the engine and the transmission, etc., or avoid the engine stop, and the engine speed can be quickly and accurately within these limit values. Engine output torque control is required to set the rotational speed.
しかしながら、上記のようなアクセル操作から一次遅れ処理をして目標トルクの指標を演算する方法では、アクセル操作のない場合にはエンジン回転速度の変動時に迅速に対応することが困難である。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、内燃機関の運転時においてアクセル操作のないときに内燃機関の回転速度を所定値に迅速かつ正確に設定することが可能な内燃機関の出力制御装置を提供することにある。
However, in the method of calculating the target torque index by performing the first-order lag process from the accelerator operation as described above, it is difficult to respond quickly when the engine rotational speed fluctuates when there is no accelerator operation.
The present invention has been made to solve such a problem, and is an internal combustion engine capable of quickly and accurately setting the rotational speed of the internal combustion engine to a predetermined value when there is no accelerator operation during operation of the internal combustion engine. An output control device is provided.
上記目的を達成するため、請求項１の内燃機関の出力制御装置は、内燃機関の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、内燃機関の回転速度の制限値である制限回転速度を設定する制限回転速度設定手段と、実回転速度検出手段により検出した実回転速度と制限回転速度設定手段により設定された制限回転速度との差に基づいて、内燃機関の加速度の制限値である制限加速度を演算する制限加速度演算手段と、実回転速度検出手段によって検出した実回転速度より実加速度を演算する実加速度演算手段と、制限加速度演算手段により演算された制限加速度と実加速度演算手段により演算された実加速度との差に基づいて、内燃機関のトルク制御指標の限界値を演算するトルク制御指標限界値演算手段と、を備えたことを特徴とする。 To achieve the above object, an output control device for an internal combustion engine according to claim 1 sets an actual rotation speed detecting means for detecting an actual rotation speed of the internal combustion engine and a limit rotation speed which is a limit value of the rotation speed of the internal combustion engine. And a limit acceleration that is a limit value of the acceleration of the internal combustion engine based on a difference between the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detection means and the limit rotation speed set by the limit rotation speed setting means. Calculated by the limited acceleration calculation means, the actual acceleration calculation means for calculating the actual acceleration from the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detection means, and the limited acceleration calculated by the limit acceleration calculation means and the actual acceleration calculation means. Torque control index limit value calculating means for calculating a limit value of the torque control index of the internal combustion engine based on the difference from the actual acceleration.
また、請求項２の内燃機関の出力制御装置は、請求項１において、制限回転速度設定手段は、制限回転速度として回転速度の上限値を設定し、制限加速度演算手段は、実回転速度検出手段により検出した実回転速度と制限回転速度設定手段により設定された制限回転速度との差に基づいて、制限加速度として加速度の上限値を演算し、トルク制御指標限界値演算手段は、制限加速度演算手段により演算された制限加速度と実加速度検出手段により検出された実加速度との差に基づいて限界値としてトルク制御指標の上限値を演算するとともに、当該トルク制御指標の上限値と内燃機関の最大可能吸気量に基づく最大可能トルク制御指標とのうち小さい値を選択してトルク制御指標の限界値とすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the output control device for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the limiting rotational speed setting means sets the upper limit value of the rotational speed as the limiting rotational speed, and the limiting acceleration calculating means is the actual rotational speed detecting means. The upper limit value of the acceleration is calculated as the limit acceleration based on the difference between the actual rotation speed detected by the limit rotation speed and the limit rotation speed set by the limit rotation speed setting means, and the torque control index limit value calculation means is the limit acceleration calculation means. The upper limit value of the torque control index is calculated as a limit value based on the difference between the limited acceleration calculated by the actual acceleration detected by the actual acceleration detecting means, and the upper limit value of the torque control index can be maximized by the internal combustion engine. A small value is selected from the maximum possible torque control index based on the intake air amount, and is set as a limit value of the torque control index.
また、請求項３の内燃機関の出力制御装置は、請求項２において、制限回転速度設定手段は、無負荷レーシング時の吹き上がりを抑制するために要求される第１の回転速度上限値と、内燃機関以外からの外部要求による第２の回転速度上限値と、内燃機関の始動直後における吹き上がりを抑制するために要求される第３の回転速度上限値と、回転速度の通常使用域の最大値である第４の回転速度上限値と、から要求に応じて選択し、回転速度の上限値とすることを特徴とする。 An output control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 is the internal combustion engine output control device according to claim 2, wherein the limiting rotational speed setting means includes a first rotational speed upper limit value required for suppressing blow-up during no-load racing, Second rotational speed upper limit value due to external request from other than internal combustion engine, third rotational speed upper limit value required to suppress blow-up immediately after startup of internal combustion engine, and maximum normal use range of rotational speed The fourth rotation speed upper limit value, which is a value, is selected according to a request, and is set as the upper limit value of the rotation speed.
また、請求項４の内燃機関の出力制御装置は、請求項３において、制限回転速度設定手段は、無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、外部要求及び吹き上がり抑制の要求が複数ある場合には、要求に対応した第１乃至第３の回転速度上限値のうち最も小さい値を選択し、回転速度の上限値とすることを特徴とする。
また、請求項５の内燃機関の出力制御装置は、請求項３または４において、第３の回転速度上限値は、内燃機関の温度に基づいて設定されることを特徴とする。
Further, in the output control device for an internal combustion engine according to claim 4, in claim 3, when the limiting rotational speed setting means has a plurality of blow-up suppression, external requirements, and blow-up suppression requests during no-load racing, The smallest value among the first to third rotation speed upper limit values corresponding to the request is selected and used as the rotation speed upper limit value.
An output control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 is characterized in that, in claim 3 or 4, the third rotational speed upper limit value is set based on the temperature of the internal combustion engine.
また、請求項６の内燃機関の出力制御装置は、請求項１〜５のいずれかにおいて、制限回転速度設定手段は、制限回転速度として回転速度の下限値を設定し、制限加速度演算手段は、実回転速度検出手段により検出した実回転速度と制限回転速度設定手段により設定された回転速度の下限値との差に基づいて、制限加速度として加速度の下限値を演算し、トルク制御指標限界値演算手段は、制限加速度演算手段により演算された制限加速度と実加速度検出手段により検出されたと実加速度との差に基づいて限界値としてトルク制御指標の下限値を演算するとともに、当該トルク制御指標の下限値とアイドル時におけるトルク制御指標の目標値と内燃機関の可燃限界に基づくトルク制御指標の下限値とのうち最も大きい値を選択してトルク制御指標の限界値とすることを特徴とする。 An output control device for an internal combustion engine according to claim 6 is the output control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the limit rotation speed setting means sets a lower limit value of the rotation speed as the limit rotation speed, and the limit acceleration calculation means is Based on the difference between the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detection means and the lower limit value of the rotation speed set by the limit rotation speed setting means, the lower limit value of the acceleration is calculated as the limit acceleration, and the torque control index limit value is calculated. The means calculates the lower limit value of the torque control index as a limit value based on the difference between the limited acceleration calculated by the limited acceleration calculation means and the actual acceleration detected by the actual acceleration detection means, and the lower limit value of the torque control index Torque control by selecting the largest value among the value, the target value of the torque control index during idling, and the lower limit value of the torque control index based on the flammability limit of the internal combustion engine Characterized by a limit value of the target.
本発明の請求項１の内燃機関の出力制御装置によれば、実回転速度と制限回転速度との差に基づいて加速度制限値が演算され、この加速度制限値と実加速度との差に基づいて内燃機関のトルク制御指標の限界値が演算されるので、加速度を考慮したトルク制御指標の限界値の設定が可能となる。したがって、アクセル操作のないときでも内燃機関の回転速度を制限回転速度に迅速かつ正確に設定されるように内燃機関の出力トルク制御を行うことが可能となる。 According to the output control apparatus for an internal combustion engine of claim 1 of the present invention, the acceleration limit value is calculated based on the difference between the actual rotation speed and the limit rotation speed, and based on the difference between the acceleration limit value and the actual acceleration. Since the limit value of the torque control index of the internal combustion engine is calculated, it is possible to set the limit value of the torque control index in consideration of acceleration. Therefore, it is possible to perform the output torque control of the internal combustion engine so that the rotational speed of the internal combustion engine is quickly and accurately set to the limit rotational speed even when the accelerator operation is not performed.
本発明の請求項２の内燃機関の出力制御装置によれば、実回転速度と制限回転速度の上限値との差に基づいて加速度の上限値が演算され、この上限値と実加速度との差に基づいて内燃機関のトルク制御指標の上限値が演算される。そして、このトルク制御指標の上限値と最大可能トルク制御指標とのうち小さい方の値がトルク制御指標の限界値として設定されるので、最大可能トルク制御指標を超えない範囲で加速度を考慮したトルク制御指標の上限値を設定することができる。よって、実回転速度を制限回転速度に迅速かつ正確に設定されるように内燃機関の出力トルク制御を行うことが可能となる。 According to the output control apparatus for an internal combustion engine of claim 2 of the present invention, the upper limit value of acceleration is calculated based on the difference between the actual rotational speed and the upper limit value of the limit rotational speed, and the difference between the upper limit value and the actual acceleration is calculated. Based on the above, the upper limit value of the torque control index of the internal combustion engine is calculated. Since the smaller value of the upper limit value of the torque control index and the maximum possible torque control index is set as the limit value of the torque control index, the torque considering the acceleration within a range not exceeding the maximum possible torque control index An upper limit value of the control index can be set. Therefore, the output torque control of the internal combustion engine can be performed so that the actual rotation speed is set to the limit rotation speed quickly and accurately.
本発明の請求項３の内燃機関の出力制御装置によれば、回転速度の上限値が第１〜第４の回転速度上限値のうち要求に応じて選択されるので、無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、内燃機関以外からの外部要求、始動直後の吹き上がり抑制の必要に応じて制限回転速度が選択される。よって各要求に適した制限回転速度が選択されトルク制御指標の上限値を適切に設定することができる。 According to the output control device for an internal combustion engine of the third aspect of the present invention, the upper limit value of the rotation speed is selected from the first to fourth rotation speed upper limit values as required. The limited rotation speed is selected according to the need to suppress the rise, the external request from other than the internal combustion engine, and the need to suppress the blow-up immediately after starting. Therefore, the limit rotational speed suitable for each request is selected, and the upper limit value of the torque control index can be set appropriately.
本発明の請求項４の内燃機関の出力制御装置によれば、無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、外部要求及び始動直後の吹き上がり抑制のうち要求が複数ある場合には、その要求に対応した第１〜第３の回転速度上限値のうち最も小さい値が回転速度の上限値として選択されるので、安全側に回転速度上限値を抑えることができる。
本発明の請求項５の内燃機関の出力制御装置によれば、内燃機関の始動直後における吹き上がり抑制のための第３の回転速度上限値が、内燃機関の温度に基づいて設定されるので、温度により異なる目標回転速度に適切な第３の回転速度上限値の設定が可能となる。
According to the output control device for an internal combustion engine of claim 4 of the present invention, when there are a plurality of requests among the blow-up suppression during no-load racing, the external request, and the blow-up suppression immediately after start-up, the request is met. Since the smallest value among the first to third rotation speed upper limit values is selected as the rotation speed upper limit value, the rotation speed upper limit value can be suppressed to the safe side.
According to the output control device for an internal combustion engine of claim 5 of the present invention, the third rotation speed upper limit value for suppressing the blow-up immediately after the start of the internal combustion engine is set based on the temperature of the internal combustion engine. It is possible to set a third rotation speed upper limit value suitable for a target rotation speed that varies depending on the temperature.
本発明の請求項６の内燃機関の出力制御装置によれば、実回転速度と制限回転速度の下限値との差に基づいて加速度の下限値が演算され、この下限値と実加速度との差に基づいて内燃機関のトルク制御指標の下限値が演算される。そして、このトルク制御指標の下限値とアイドル時におけるトルク制御指標の目標値と内燃機関の可燃限界に基づく下限値とのうち最も大きい値がトルク制御指標の上限値として選択されるので、アイドル時におけるトルク制御指標の目標値と内燃機関の可燃限界に基づくトルク制御指標の下限値を下回らない範囲で加速度を考慮したトルク制御指標の下限値を設定することが可能となる。よって、実回転速度を制限回転速度に迅速かつ正確に設定されるように内燃機関の出力トルク制御を行うことが可能となる。 According to the output control device for an internal combustion engine of claim 6 of the present invention, the lower limit value of the acceleration is calculated based on the difference between the actual rotational speed and the lower limit value of the limit rotational speed, and the difference between the lower limit value and the actual acceleration is calculated. Based on the above, the lower limit value of the torque control index of the internal combustion engine is calculated. Since the largest value among the lower limit value of the torque control index, the target value of the torque control index during idling, and the lower limit value based on the flammability limit of the internal combustion engine is selected as the upper limit value of the torque control index, It is possible to set the lower limit value of the torque control index in consideration of the acceleration within a range not lower than the lower limit value of the torque control index based on the target value of the torque control index and the flammability limit of the internal combustion engine. Therefore, the output torque control of the internal combustion engine can be performed so that the actual rotation speed is set to the limit rotation speed quickly and accurately.
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係る内燃機関の出力制御装置は、車両に搭載されたエンジン（内燃機関）の出力制御装置であって、エンジンとして例えばガソリンエンジンが採用され、出力制御装置として例えばドライブ・バイ・ワイヤ（ＤＢＷ）と呼ばれる吸気システムを備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
An output control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is an output control device for an engine (internal combustion engine) mounted on a vehicle. For example, a gasoline engine is used as the engine, and the output control device is, for example, drive-by. It is configured with an intake system called wire (DBW).
このＤＢＷと呼ばれる吸気システムは、アクセルペダルの操作情報等に応じて電子コントロールユニットにより電磁スロットルバルブの開度を独立して制御するように構成されている。
図１は、電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１０において実行される本発明に係る内燃機関の出力制御装置の全体構成を示す制御ブロック図である。
The intake system called DBW is configured to independently control the opening of the electromagnetic throttle valve by an electronic control unit in accordance with accelerator pedal operation information and the like.
FIG. 1 is a control block diagram showing the overall configuration of an output control device for an internal combustion engine according to the present invention, which is executed in an electronic control unit (ECU) 10.
同図に示すように、ＥＣＵ１０の入力側には車両のドライバによるアクセルペダルの操作度合いを検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）２０、電磁スロットルバルブ（ＥＴＶ）７０の開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３０、吸入空気流量を検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ）４０、エンジンのクランク角ひいてはエンジン回転速度Ｎeを検出するクランク角センサ５０（実回転速度検出手段）等のセンサ類の他、例えば無断変速機（ＣＶＴ）や車両姿勢制御システム等のエンジンに対する各種の外部負荷要素６０の信号線が電気的に接続されており、出力側にはＥＴＶ７０が電気的に接続されている。
As shown in the figure, on the input side of the
そして、同図に示すように、ＥＣＵ１０には、ＡＰＳ２０からのアクセル要求やクランク角センサ５０により検出されたエンジン回転速度Ｎeに基づき要求トルクの指標としての図示平均有効圧Ｐi（アクセル要求Ｐia）を算出するアクセル要求Ｐi算出ブロックＢ１０、外部負荷要素６０からの外部負荷要求に基づき図示平均有効圧Ｐi（外部要求Ｐio）を算出する外部要求Ｐi算出ブロックＢ１２、アクセル要求Ｐiと外部要求Ｐiとに基づき目標トルクの指標としての図示平均有効圧Ｐiの目標値（目標Ｐi）を算出する目標Ｐi算出ブロックＢ１４、目標Ｐiに基づき充填効率の目標値（目標Ｅc）を算出する目標Ｅc算出ブロックＢ１６、目標Ｅcに基づきＥＴＶ７０を通過する吸入空気流量の目標値（目標吸気流量Ｑt）を算出する目標吸気流量Ｑt算出ブロックＢ１８、目標吸気流量Ｑtに基づきＥＴＶ７０の開度の目標値（目標ＥＴＶ開度）を算出しＥＴＶ７０に出力信号を供給する目標ＥＴＶ開度算出ブロックＢ２０、ＴＰＳ３０からのＥＴＶ７０の開度情報に基づきＥＴＶ７０の開度を調整するＥＴＶ開度調整ブロックＢ２２、ＡＦＳ４０からの情報に基づき上記調整したＥＴＶ７０の開度での実際の吸入空気流量（実吸気流量Ｑr）を算出する実吸気流量Ｑr算出ブロックＢ２４、実吸気流量Ｑrに基づき実際の充填効率（実Ｅc）を算出する実Ｅc算出ブロックＢ２６、実Ｅcに基づき実際の図示平均有効圧Ｐi（実Ｐi）を逆算する実Ｐi算出ブロックＢ２８、及び、実Ｐiが目標ＰiとなるようＥＴＶ７０のフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）を行うＦ／Ｂ制御ブロックＢ３０が展開され、同制御ブロック図に従って制御プログラムが構成されている。
As shown in the figure, the
なお、Ｆ／Ｂ制御ブロックＢ３０では、エンジンがアイドル運転状態にあるときには実Ｐiに基づきクランク角センサ５０により検出されたエンジン回転速度Ｎeが目標アイドル回転速度となるようにエンジン回転速度フィードバック制御（Ｎe−Ｆ／Ｂ）を併せて行いながらＥＴＶ７０のフィードバック制御を行い、一方エンジンがアイドル運転状態以外（オフアイドル状態）のときには直接に実Ｐiが目標ＰiとなるようＥＴＶ７０のフィードバック制御を行う。
In the F / B control block B30, when the engine is in an idling state, the engine speed feedback control (Ne) is performed so that the engine speed Ne detected by the
即ち、本発明に係る内燃機関の出力制御装置では、ＥＣＵ１０はエンジンの出力トルクを基調とする所謂トルクベース制御を行い、要求トルクの指標から目標トルクの指標を求め、この目標トルクの指標に基づいてＥＴＶ７０を適正な開度に調節し、エンジンにおいて所望の出力トルクを得るように図っている。これにより、ＥＴＶ７０の制御を目標トルクの指標に基づいて的確に制御でき、エンジンにおいて所望の出力トルクを確実に得ることが可能である。
That is, in the output control device for an internal combustion engine according to the present invention, the
更に、ＥＣＵ１０には、制限Ｐi演算部Ｂ４０が設けられている。制限Ｐi演算部Ｂ４０は、目標Ｐi算出ブロックＢ１４の前段に設けられており、目標Ｐi算出ブロックＢ１４において目標Ｐiを算出する際に、要求Ｐiの上限値PI LIM H及び下限値PI LIM Lを設定する機能を有する。
図２は、制限Ｐi演算部Ｂ４０のブロック図である。
Further, the
FIG. 2 is a block diagram of the limited Pi calculation unit B40.
図２を参照すると、制限Ｐi演算部Ｂ４０は、上限値PI LIM Hを演算するブロックと下限値PI LIM Lを演算するブロックに分けられている。また、制限Ｐi演算部Ｂ４０には、図示しないタイマが設けられている。タイマは、アイドルスイッチオフ時には０に設定され、アイドルスイッチオン時に計測を開始し、所定時間例えば3000msから経過時間を減算した値を出力する。 Referring to FIG. 2, the limit Pi calculation unit B40 is divided into a block for calculating the upper limit value PI LIM H and a block for calculating the lower limit value PI LIM L. Further, the limit Pi calculation unit B40 is provided with a timer (not shown). The timer is set to 0 when the idle switch is off, starts measuring when the idle switch is on, and outputs a value obtained by subtracting the elapsed time from a predetermined time, for example, 3000 ms.
以下、上限値PI LIM Hを演算するブロックについて説明する。
まず、上限回転速度演算部Ｂ４１（制限回転速度設定手段）において、上限回転速度Ne LIM H（制限回転速度）が設定される。上限回転速度Ne LIM Hは、無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、変速装置等からの外部要求、始動直後の吹き上がり抑制の各要求に応じて設定される。無負荷レーシング時の吹き上がり抑制の要求がある場合、具体的には変速装置のシフトレンジがニュートラル（Ｎ）レンジ、ＡＴあるいはＣＶＴが正常、上記タイマが０即ちアイドルスイッチオフ時のいずれも該当する場合には、上限回転速度Ne LIM Hはレブリミット回転速度Ne1（第１の回転速度上限値）に設定される。変速装置等からの外部要求時には、上限回転速度Ne LIM Hは外部要求回転速度Ne2（第２の回転速度上限値）に設定される。始動直後の吹き上がり抑制要求時、具体的には上記タイマが０より大きい、即ちアイドルスイッチＯＮから所定時間経過までの期間では、上限回転速度Ne LIM Hは始動後制限回転速度Ne3(第３の回転速度上限値)に設定される。始動後制限回転速度Ne3は、エンジン温度に基づいて可変する値であり、例えばエンジン温度(冷却水温度を用いればよい)が比較的高い場合には始動後制限回転速度Ne3を低く抑え、エンジン温度が比較的低い場合には始動後制限回転速度Ne3を高く設定すればよい。無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、外部要求、始動直後の吹き上がり抑制いずれの要求もない通常時には、通常時上限回転速度Ne4（第４の回転速度上限値）に設定される。
Hereinafter, a block for calculating the upper limit value PI LIM H will be described.
First, the upper limit rotational speed Ne LIM H (limit rotational speed) is set in the upper limit rotational speed calculation unit B41 (limit rotational speed setting means). The upper limit rotational speed Ne LIM H is set according to each request for suppression of blow-up during no-load racing, an external request from the transmission, etc., and suppression of blow-up immediately after starting. When there is a request to suppress blow-up during no-load racing, specifically, the shift range of the transmission is the neutral (N) range, AT or CVT is normal, and the timer is 0, that is, when the idle switch is off. In this case, the upper limit rotational speed Ne LIM H is set to the rev limit rotational speed Ne1 (first rotational speed upper limit value). At the time of an external request from the transmission or the like, the upper limit rotation speed Ne LIM H is set to the external request rotation speed Ne2 (second rotation speed upper limit value). When the blow-up suppression request is made immediately after the start, specifically, in the period from when the timer is greater than 0, that is, from when the idle switch is turned on until a predetermined time elapses, the upper limit rotational speed Ne LIM H is the post-start limit rotational speed Ne3 (third Rotation speed upper limit value). The post-start limit rotational speed Ne3 is a value that varies based on the engine temperature.For example, when the engine temperature (the coolant temperature may be used) is relatively high, the post-start limit rotational speed Ne3 is kept low, and the engine temperature If is relatively low, the post-start limit rotational speed Ne3 may be set high. In normal times when none of the blow-up suppression during the no-load racing, the external requirement, or the blow-up suppression immediately after the start is required, the normal upper limit rotational speed Ne4 (fourth rotational speed upper limit value) is set.
また、無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、外部要求及び始動直後の吹き上がり抑制要求のうち複数の要求がある場合には、これらに対応したレブリミット回転速度Ne1、外部要求時回転速度Ne2及び始動後制限回転速度Ne3のうち最も小さい値が選択される。なお、このように複数の要求がある場合に、始動後制限回転速度Ne3よりもレブリミット回転速度Ne1または外部要求時回転速度Ne2を優先して選択してもよい。 In addition, when there are multiple requests among blow-up restraint during no-load racing, external requirements, and blow-up restraint requests immediately after start-up, the rev limit rotational speed Ne1, the external demand-required rotational speed Ne2, and the post-startup corresponding to these The smallest value is selected from the limiting rotational speed Ne3. When there are a plurality of requests as described above, the rev limit rotational speed Ne1 or the externally requested rotational speed Ne2 may be selected with priority over the post-start limit rotational speed Ne3.
次に、上限加速度演算部Ｂ４２（加速度制限値演算手段）において、上記の上限回転速度Ne LIM Hに基づき、上限加速度dNe H(加速度制限値)を演算する。上限加速度dNe Hは、クランク角センサ５０より入力した現在のエンジン回転速度Ｎeから上限回転速度Ne LIM Hを減算して求められた回転速度差ΔＮe Hに応じて、あらかじめ記憶された第１のマップから読み出して求められる。第１のマップは、例えば図２中の加速度演算部Ｂ４２に示すように、回転速度差ΔＮe Hが増加すると上限加速度dNe Hが−側に増加するように設定されている。
Next, the upper limit acceleration calculation unit B42 (acceleration limit value calculation means) calculates an upper limit acceleration dNe H (acceleration limit value) based on the above upper limit rotation speed Ne LIM H. The upper limit acceleration dNe H is a first map stored in advance according to the rotational speed difference ΔNe H obtained by subtracting the upper limit rotational speed Ne LIM H from the current engine rotational speed Ne input from the
次に、上限Ｐi演算部Ｂ４３（トルク制御指標限界値演算手段）において、上限加速度dNe Hに基づき上限Ｐiを求める。上限Ｐiは、下記（１）式により求められる。
上限Pi＝実Pi−（dNe−dNe H）×le・・・（１）
実Ｐiは上述の実Ｐi算出ブロックＢ２８において演算される。dNeは、現在の加速度であり、クランク角センサ５０から入力したエンジン回転速度Ｎeからその変化率を演算して求められる（実加速度演算手段）。Leはエンジンの慣性質量であり、あらかじめ記憶されている。
Next, in the upper limit Pi calculation unit B43 (torque control index limit value calculation means), the upper limit Pi is obtained based on the upper limit acceleration dNe H. The upper limit Pi is obtained by the following equation (1).
Upper limit Pi = real Pi− (dNe−dNe H) × le (1)
The actual Pi is calculated in the above-described actual Pi calculation block B28. dNe is the current acceleration, and is obtained by calculating the rate of change from the engine rotational speed Ne input from the crank angle sensor 50 (actual acceleration calculating means). Le is the inertial mass of the engine and is stored in advance.
そして、現在の加速度dNeが上限加速度dNe Hを超えた場合、即ち（dNe−dNe H）＞０の場合には上記（１）式で演算された上限Ｐiを選択する。現在の加速度dNeが上限加速度dNe H以下の場合、即ち（dNe−dNe H）≦０である場合には通常時最大Ｐi値が選択される。通常時最大Ｐi値は通常使用域での図示平均有効圧Ｐiの最大値であって、あらかじめ確認の上記憶されている。 When the current acceleration dNe exceeds the upper limit acceleration dNe H, that is, when (dNe−dNe H)> 0, the upper limit Pi calculated by the above equation (1) is selected. When the current acceleration dNe is equal to or lower than the upper limit acceleration dNe H, that is, when (dNe−dNe H) ≦ 0, the maximum Pi value at the normal time is selected. The normal maximum Pi value is the maximum value of the indicated mean effective pressure Pi in the normal use range, and is stored in advance after confirmation.
更に、上限Ｐi及び通常時最大Ｐi値のうち選択された値と、最大可能吸気量によって制限される最大可能Ｐi値Ｐi Maxとを比較し、小さい方の値を最終的な要求Ｐiの上限値PI LIM Hとして決定する。
次に、下限値PI LIM Lを演算するブロックについて説明する。
要求Ｐiの下限値PI LIM Lは、可燃限界の最小Pi値Ｐi min、減速ハイブーストでトルク不足とならないように設定されるアイドル目標Ｐi値、アイドル回転速度未満から所定加速度で復元させるための下限Ｐiから選択される。
Further, a value selected from the upper limit Pi and the maximum normal Pi value is compared with the maximum possible Pi value Pi Max limited by the maximum possible intake air amount, and the smaller value is determined as the upper limit value of the final demand Pi. Determine as PI LIM H.
Next, a block for calculating the lower limit value PI LIM L will be described.
The lower limit value PI LIM L of the demand Pi is the minimum Pi value Pi min of the flammability limit, the idle target Pi value set so as not to run out of torque by the deceleration high boost, and the lower limit for restoring at a predetermined acceleration from less than the idle rotation speed Selected from Pi.
まず、下限加速度演算部Ｂ４４（加速度制限値演算手段）において、アイドル目標回転速度Nobj（制限回転速度）に基づいて下限加速度dNe L（加速度制限値）を算出する。下限加速度dNe Lは、現在のエンジン回転速度Ｎeからアイドル目標回転速度Nobjを減算して求めた回転速度差ΔＮe Lに応じて、あらかじめ記憶された第２のマップから読み出して求められる。第２のマップは、例えば図２中の下限加速度演算部Ｂ４４に示すように、回転速度差ΔＮe Lが増加すると下限加速度dNe Lが−側に大幅に増加するように設定される。 First, a lower limit acceleration calculation unit B44 (acceleration limit value calculation means) calculates a lower limit acceleration dNe L (acceleration limit value) based on the idle target rotation speed Nobj (limit rotation speed). The lower limit acceleration dNe L is obtained by reading from the second map stored in advance according to the rotational speed difference ΔNe L obtained by subtracting the idle target rotational speed Nobj from the current engine rotational speed Ne. For example, as shown in a lower limit acceleration calculation unit B44 in FIG. 2, the second map is set so that when the rotational speed difference ΔNe L increases, the lower limit acceleration dNe L increases significantly to the − side.
次に、下限Ｐi演算部Ｂ４５（トルク制御指標限界値演算手段）において、下限加速度dNe Lに基づき下限Ｐiを求める。下限Ｐiは、下記(２)式により求められる。
下限Ｐi＝実Pi＋（dNe L−dNe）×le・・・（2）
そして、現在の加速度dNeが下限加速度dNe Lより低い場合、即ち（dNe L−dNe）＞０の場合には上記（２）式で演算された下限Ｐiを選択する。現在の加速度dNeが下限加速度dNe Lを超えている場合、即ち（dNe L−dNe）≦０である場合には０が選択される。
Next, the lower limit Pi calculating unit B45 (torque control index limit value calculating means) obtains the lower limit Pi based on the lower limit acceleration dNe L. The lower limit Pi is obtained by the following equation (2).
Lower limit Pi = actual Pi + (dNe L−dNe) × le (2)
If the current acceleration dNe is lower than the lower limit acceleration dNe L, that is, if (dNe L−dNe)> 0, the lower limit Pi calculated by the above equation (2) is selected. If the current acceleration dNe exceeds the lower limit acceleration dNe L, that is, if (dNe L−dNe) ≦ 0, 0 is selected.
更に、上記選択された下限Ｐiと、アイドル目標Ｐi、可燃限界から制限される最小可能Ｐi値Ｐi Minとを比較し、最も大きい値を最終的な要求Ｐiの下限値PI LIM Lとして決定する。
以上のように、本実施形態では、エンジン回転速度Ｎeと上限回転速度Ne LIM Hとの差に基づいて上限加速度dNe Hが演算され、この上限加速度dNe Hと実加速度dNeとの差に基づいて上限Ｐiが演算される。そして、実加速度dNeが上限加速度dNe Hを超えた場合には、この上限Ｐiと吸気量限界から制限される最大可能Ｐi値Ｐi Maxとのうち小さい方の値が要求Ｐiの上限値PI LIM Hとして選択されるので、最大可能Ｐi値Ｐi Maxを超えない範囲で加速度を考慮した上限値PI LIM Hの設定が可能となる。
Further, the selected lower limit Pi is compared with the idle target Pi and the minimum possible Pi value Pi Min limited from the flammability limit, and the largest value is determined as the lower limit value PI LIM L of the final demand Pi.
As described above, in the present embodiment, the upper limit acceleration dNe H is calculated based on the difference between the engine rotational speed Ne and the upper limit rotational speed Ne LIM H, and based on the difference between the upper limit acceleration dNe H and the actual acceleration dNe. An upper limit Pi is calculated. When the actual acceleration dNe exceeds the upper limit acceleration dNe H, the smaller one of the upper limit Pi and the maximum possible Pi value Pi Max limited from the intake amount limit is the upper limit value PI LIM H of the request Pi. Therefore, it is possible to set an upper limit value PI LIM H considering acceleration within a range not exceeding the maximum possible Pi value Pi Max.
一方、エンジン回転速度Ｎｅとアイドル目標回転速度Nobjとの差に基づいて下限加速度dNe Lが演算され、この下限加速度dNe Lと実加速度dNeとの差に基づいて下限Ｐiが演算される。そして、この下限Ｐiとアイドル目標Piと可燃限界から制限される最小可能Ｐi値Ｐi Minとのうち最も大きい値が要求Ｐiの下限値PI LIM Lとして選択されるので、アイドル目標Ｐiと最小可能Ｐi値Ｐi Minを下回らない範囲で加速度を考慮した下限値PI LIM Lの設定が可能となる。 On the other hand, a lower limit acceleration dNe L is calculated based on the difference between the engine rotation speed Ne and the idle target rotation speed Nobj, and a lower limit Pi is calculated based on the difference between the lower limit acceleration dNe L and the actual acceleration dNe. Since the largest value among the lower limit Pi, the idle target Pi, and the minimum possible Pi value Pi Min limited from the flammability limit is selected as the lower limit value PI LIM L of the request Pi, the idle target Pi and the minimum possible Pi It is possible to set the lower limit value PI LIM L considering acceleration within a range not lower than the value Pi Min.
このように、本実施形態では、エンジン回転速度Ｎeと上限回転速度Ne LIM Hあるいはアイドル目標回転速度Nobjとの差から直接に上限Ｐｉあるいは下限Ｐｉを演算するのではなく、その差を加速度に置き換え、この加速度の差と実加速度との差に基づいて上限Ｐiあるいは下限Ｐiを演算する。したがって、実加速度の変化に応じて上限Ｐiあるいは下限Ｐiが変化することとなり、アイドル時のようにアクセル操作のない運転状況においてエンジンの回転速度が変動しても、上限回転速度Ne LIM Hまたはアイドル目標回転速度Nobjに迅速かつ設定されるようにエンジンの出力トルク制御を行うことができる。 Thus, in this embodiment, the upper limit Pi or the lower limit Pi is not directly calculated from the difference between the engine speed Ne and the upper limit speed Ne LIM H or the idle target speed Nobj, but the difference is replaced with acceleration. The upper limit Pi or the lower limit Pi is calculated based on the difference between the acceleration and the actual acceleration. Therefore, the upper limit Pi or the lower limit Pi changes in accordance with the change in the actual acceleration, and even if the engine speed fluctuates in the driving situation where there is no accelerator operation as in idling, the upper limit speed Ne LIM H or idle It is possible to perform engine output torque control so that the target rotational speed Nobj is quickly and set.
また、上限回転速度Ne LIM Hは、無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、外部要求、始動直後の吹き上がり抑制の各要求に応じて選択されるので、各要求に適した上限回転速度Ne LIM Hが選択され要求Ｐiの上限値PI LIM Hを適切に設定することができる。
無負荷レーシング時の吹き上がり抑制、外部要求及び始動直後の吹き上がり抑制のうち要求が複数ある場合には、その要求に対応した回転速度の上限値のうち最も小さい値が上限回転速度Ne LIM Hとして選択されるので、安全側に上限回転速度Ne LIM Hを抑えることができる。
Also, the upper limit speed Ne LIM H is selected according to each requirement of blow-up suppression during no-load racing, external requirements, and blow-up suppression immediately after starting, so the upper limit rotation speed Ne LIM H suitable for each requirement Is selected, and the upper limit value PI LIM H of the request Pi can be set appropriately.
When there are multiple requests for blow-up suppression during no-load racing, external requirements, and blow-up suppression immediately after start-up, the smallest value among the upper limit values of the rotation speed corresponding to the request is the upper limit rotation speed Ne LIM H Therefore, the upper limit rotational speed Ne LIM H can be suppressed on the safe side.
更には、始動後制限回転速度Ne3がエンジンの温度に基づいて設定されるので、エンジンの吹き上がりし易さを考慮した始動後制限回転速度Ne3の設定が可能となり、始動直後におけるエンジンの出力トルク制御をより適切なものにすることができる。
なお、本実施形態では、制限Ｐi演算部Ｂ４０に、上限値PI LIM Hを演算するブロックと下限値PI LIM Lを演算するブロックとを備えているが、いずれか一方を備えても良い。
Furthermore, since the post-start limit rotational speed Ne3 is set based on the engine temperature, it is possible to set the post-start limit rotational speed Ne3 taking into account the ease with which the engine blows up. The control can be made more appropriate.
In the present embodiment, the limit Pi calculation unit B40 includes a block for calculating the upper limit value PI LIM H and a block for calculating the lower limit value PI LIM L, but either one may be provided.
また、本実施形態では、エンジンのトルク制御の指標として図示平均有効圧Ｐiを用いて制御しているが、本願はこれに限定するものではなく、他のトルク制御の指標を用いて制御してもよい。 In this embodiment, control is performed using the indicated mean effective pressure Pi as an index for engine torque control. However, the present application is not limited to this, and control is performed using another torque control index. Also good.
１０ ＥＣＵ
５０ クランク角センサ
Ｂ２８ 実Ｐi算出ブロック
Ｂ４０ 制限Ｐi演算部
Ｂ４１ 上限回転速度演算部
Ｂ４２ 上限加速度演算部
Ｂ４３ 上限Ｐi演算部
Ｂ４４ 下限加速度演算部
Ｂ４５ 下限Ｐi演算部
10 ECU
50 Crank angle sensor B28 Actual Pi calculation block B40 Limit Pi calculation unit B41 Upper limit rotation speed calculation unit B42 Upper limit acceleration calculation unit B43 Upper limit Pi calculation unit B44 Lower limit acceleration calculation unit B45 Lower limit Pi calculation unit
Claims (6)
前記内燃機関の回転速度の制限値である制限回転速度を設定する制限回転速度設定手段と、
前記実回転速度検出手段により検出した実回転速度と前記制限回転速度設定手段により設定された制限回転速度との差に基づいて、前記内燃機関の加速度の制限値である制限加速度を演算する制限加速度演算手段と、
前記実回転速度検出手段によって検出した実回転速度より実加速度を演算する実加速度演算手段と、
前記制限加速度演算手段により演算された制限加速度と前記実加速度演算手段により演算された実加速度との差に基づいて、前記内燃機関のトルク制御指標の限界値を演算するトルク制御指標限界値演算手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の出力制御装置。 An actual rotation speed detecting means for detecting an actual rotation speed of the internal combustion engine;
Limiting rotational speed setting means for setting a limiting rotational speed that is a limiting value of the rotational speed of the internal combustion engine;
A limit acceleration that calculates a limit acceleration that is a limit value of the acceleration of the internal combustion engine based on the difference between the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detection means and the limit rotation speed set by the limit rotation speed setting means Computing means;
Actual acceleration calculating means for calculating actual acceleration from the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detecting means;
Torque control index limit value calculating means for calculating the limit value of the torque control index of the internal combustion engine based on the difference between the limited acceleration calculated by the limited acceleration calculating means and the actual acceleration calculated by the actual acceleration calculating means When,
An output control device for an internal combustion engine, comprising:
前記制限加速度演算手段は、前記実回転速度検出手段により検出した実回転速度と前記制限回転速度設定手段により設定された制限回転速度との差に基づいて、前記制限加速度として加速度の上限値を演算し、
前記トルク制御指標限界値演算手段は、前記制限加速度演算手段により演算された制限加速度と前記実加速度検出手段により検出された実加速度との差に基づいて前記限界値としてトルク制御指標の上限値を演算するとともに、当該トルク制御指標の上限値と前記内燃機関の最大可能吸気量に基づく最大可能トルク制御指標とのうち小さい値を選択して前記トルク制御指標の限界値とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の出力制御装置。 The limit rotation speed setting means sets an upper limit value of the rotation speed as the limit rotation speed,
The limit acceleration calculating means calculates an upper limit value of acceleration as the limit acceleration based on a difference between the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detecting means and the limit rotation speed set by the limit rotation speed setting means. And
The torque control index limit value calculating means sets the upper limit value of the torque control index as the limit value based on the difference between the limited acceleration calculated by the limited acceleration calculating means and the actual acceleration detected by the actual acceleration detecting means. And calculating a limit value of the torque control index by selecting a smaller value from the upper limit value of the torque control index and the maximum possible torque control index based on the maximum possible intake amount of the internal combustion engine. The output control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記制限加速度演算手段は、前記実回転速度検出手段により検出した実回転速度と前記制限回転速度設定手段により設定された前記回転速度の下限値との差に基づいて、前記制限加速度として加速度の下限値を演算し、
前記トルク制御指標限界値演算手段は、前記制限加速度演算手段により演算された制限加速度と前記実加速度検出手段により検出されたと実加速度との差に基づいて前記限界値としてトルク制御指標の下限値を演算するとともに、当該トルク制御指標の下限値とアイドル時におけるトルク制御指標の目標値と前記内燃機関の可燃限界に基づくトルク制御指標の下限値とのうち最も大きい値を選択して前記トルク制御指標の限界値とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の出力制御装置。 The limit rotation speed setting means sets a lower limit value of the rotation speed as the limit rotation speed,
The limit acceleration calculating means is configured to determine a lower limit of acceleration as the limit acceleration based on a difference between the actual rotation speed detected by the actual rotation speed detection means and the lower limit value of the rotation speed set by the limit rotation speed setting means. Calculate the value
The torque control index limit value calculating means calculates the lower limit value of the torque control index as the limit value based on the difference between the limited acceleration calculated by the limited acceleration calculating means and the actual acceleration detected by the actual acceleration detecting means. And calculating the torque control index by selecting the largest value among the lower limit value of the torque control index, the target value of the torque control index during idling, and the lower limit value of the torque control index based on the combustible limit of the internal combustion engine. The output control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein
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