JP5347698B2 - Powertrain system control method and powertrain system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼル機関と有段式変速機とを備えたパワートレインシステムと、このパワートレインシステムを制御する方法と、に関する。 The present invention relates to a powertrain system including a diesel engine and a stepped transmission, and a method for controlling the powertrain system.
ディーゼル機関の燃焼室において過剰の酸素が燃焼すると、燃焼室内が過剰に高温・高圧になり、NOx(窒素酸化物)の発生量が増加してしまうため、燃焼室内の酸素濃度を適正に制御する必要がある。酸素濃度の目標値は、例えば、エンジンの機関速度と、エンジンに要求される要求トルクとに応じて設定される。また、酸素濃度の調節は、例えば、エンジンの排気通路からEGR通路を経由して吸気通路へ戻される排気ガスの流量(EGR量)を調節することなどにより行われる。 When excess oxygen burns in the combustion chamber of a diesel engine, the combustion chamber becomes excessively hot and high pressure, and the amount of NOx (nitrogen oxide) generated increases, so the oxygen concentration in the combustion chamber is controlled appropriately. There is a need. The target value of the oxygen concentration is set according to, for example, the engine speed of the engine and the required torque required for the engine. The oxygen concentration is adjusted, for example, by adjusting the flow rate (EGR amount) of exhaust gas returned from the engine exhaust passage to the intake passage via the EGR passage.
ところで、有段式変速機の変速中は、エンジンの出力が不要である。そのため、図10の実線に示されるように、変速中(時点t1から時点t2までの時間)は燃焼室内の酸素濃度の目標値が最低値に設定される。変速が完了すると、変速完了時の機関速度および要求トルク等に基づいて新たな目標値が設定される。よって、変速完了時、酸素濃度の目標値が瞬間的に著しく上昇することになる。 By the way, the output of the engine is not required during gear shifting of the stepped transmission. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 10, the target value of the oxygen concentration in the combustion chamber is set to the lowest value during the shift (time from time t1 to time t2). When the shift is completed, a new target value is set based on the engine speed and the required torque at the completion of the shift. Therefore, at the completion of the shift, the target value of the oxygen concentration is instantaneously significantly increased.
しかし、燃焼室内の酸素濃度を、変速完了と同時に瞬間的に大きく変化させることは技術的に極めて困難である。図10の破線で示されるように、実際の酸素濃度は、変速完了直後において徐々に上昇するため目標値を大きく下回り、燃焼室内が酸素不足となってしまう。 However, it is technically extremely difficult to instantaneously change the oxygen concentration in the combustion chamber instantaneously upon completion of the shift. As indicated by the broken line in FIG. 10, the actual oxygen concentration gradually increases immediately after the completion of the shift, and thus greatly falls below the target value, resulting in insufficient oxygen in the combustion chamber.
このような問題に鑑みて、特許文献1の例えば段落[0046]に記載された技術では、変速完了直後の燃焼室内の酸素不足が抑制されるように、変速中の酸素濃度(EGR量)が制御される。具体的に、特許文献1の技術では、変速中の酸素濃度が、変速直前の酸素濃度に応じた所定濃度に維持される。かかる技術によれば、変速完了時の酸素濃度の変化量を極力小さくすることができる。
In view of such a problem, in the technique described in, for example, paragraph [0046] of
特許文献1に記載されたように変速中の酸素濃度制御を行う場合、燃焼室内の酸素濃度を確実に変速完了前に所定濃度にしなければならない。そのため、変速が行われるときは、変速中の酸素濃度を上記所定濃度に維持するための制御をできるだけ速やかに開始することが望ましい。
When performing oxygen concentration control during shifting as described in
そのため、変速に先駆けて変化する何らかの制御パラメータが所定の閾値を超えたときに、変速中の酸素濃度を上記所定濃度に維持するための制御を開始することが考えられる。 For this reason, it is conceivable to start control for maintaining the oxygen concentration during the shift at the predetermined concentration when any control parameter that changes prior to the shift exceeds a predetermined threshold.
しかし、この場合、上記制御パラメータの閾値の設定方法によっては、上記の変速中の制御が、実際には変速が行われないときに開始されてしまったり、変速が行われているにも拘わらず開始されなかったりするため、酸素濃度を適正に制御できない懸念がある。 However, in this case, depending on the method for setting the threshold value of the control parameter, the control during the shift may be started when the shift is not actually performed, or the shift is being performed. There is a concern that the oxygen concentration cannot be controlled properly because it is not started.
そこで、本発明は、有段式手動変速機の変速の際、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を速やかに適正に制御することを、基本的な目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a basic object of the present invention to quickly and appropriately control the oxygen concentration in the combustion chamber of a diesel engine when shifting a stepped manual transmission.
上記課題を解決するため、本願の第1の発明は、ディーゼル機関と、複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機とを備えたパワートレインシステムを制御する方法であって、
前記ディーゼル機関の機関速度と、前記ディーゼル機関に要求される要求トルクと、車両のアクセルペダルの踏み込み量と、を検知する工程と、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出する工程と、
前記機関速度の大きさを、第1機関速度以下である低速度域と、第1機関速度よりも大きな第2機関速度以上である高速度域と、第1機関速度よりも大きく第2機関速度よりも小さな中速度域とに予め区分する工程と、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率に設定する工程と、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率よりも小さな第2の減少率に設定する工程と、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第1酸素濃度に制御する工程と、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度を、第1酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第1酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有し且つ第1酸素濃度よりも高い第2酸素濃度に制御する工程と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a first invention of the present application includes a diesel engine and a stepped transmission that has a plurality of shift speeds and decelerates the output of the diesel engine at a different reduction ratio for each shift speed. A method for controlling a powertrain system comprising:
Detecting the engine speed of the diesel engine, the required torque required for the diesel engine, and the amount of depression of the accelerator pedal of the vehicle;
Calculating a rate of decrease in the amount of depression of the accelerator pedal;
The magnitude of the engine speed is set to a low speed range that is lower than the first engine speed, a high speed range that is higher than the second engine speed higher than the first engine speed, and a second engine speed higher than the first engine speed. Pre-segmenting into smaller medium speed ranges;
When the engine speed is an arbitrary speed in the medium speed range, setting a threshold value of the reduction rate to a first reduction rate;
When the engine speed is an arbitrary speed in the low speed range or the high speed range, setting the threshold value of the reduction rate to a second reduction rate smaller than the first reduction rate;
Controlling the oxygen concentration in the combustion chamber of the diesel engine to a first oxygen concentration calculated based on the detected engine speed and the required torque when the reduction rate is equal to or less than the threshold;
When the rate of decrease is greater than the threshold, the oxygen concentration is predetermined between the first oxygen concentration when the engine speed and the required torque are the same as when the first oxygen concentration is calculated. And a step of controlling the oxygen concentration to a second oxygen concentration higher than the first oxygen concentration .
なお、本明細書において、アクセルペダルの踏み込み量の減少率とは、アクセルペダルの踏み込み量が単位時間当たりに減少する量を意味するものとする。 In this specification, the rate of decrease in the amount of depression of the accelerator pedal means the amount by which the amount of depression of the accelerator pedal decreases per unit time.
本願の第2の発明に係るパワートレインシステムの制御方法は、第1の発明において、
前記予め区分する工程において、
前記有段式変速機の変速段が、減速比が大きな変速段であるときほど、第1機関速度と第2機関速度とを小さく設定することを特徴とする。
The powertrain system control method according to the second invention of the present application is the first invention,
In the step of dividing in advance,
The first engine speed and the second engine speed are set to be smaller as the gear stage of the stepped transmission is a gear stage having a larger reduction ratio.
本願の第3の発明に係るパワートレインシステムの制御方法は、第1または第2の発明において、
前記ディーゼル機関の排気通路と吸気通路とに連通する排気再循環通路を通過して前記排気通路から前記吸気通路へ戻される空気量を制御することにより、前記酸素濃度を制御することを特徴とする。
The powertrain system control method according to the third invention of the present application is the first or second invention,
The oxygen concentration is controlled by controlling an amount of air that passes through an exhaust gas recirculation passage communicating with an exhaust passage and an intake passage of the diesel engine and is returned from the exhaust passage to the intake passage. .
本願の第4の発明に係るパワートレインシステムは、
ディーゼル機関と、
複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機と、
前記ディーゼル機関の機関速度を検知する機関速度検知手段と、
前記ディーゼル機関に要求される要求トルクを検知する要求トルク検知手段と、
車両のアクセルペダルの踏み込み量を検知する踏み込み量検知手段と、
前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を調節する酸素濃度調節手段と、
該酸素濃度調節手段の動作を制御する制御器と、を有し、
該制御器は、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出し、
前記機関速度の大きさが、第1機関速度以下である低速度域と、第1機関速度よりも大きな第2機関速度以上である高速度域と、第1機関速度よりも大きく第2機関速度よりも小さな中速度域とに区分された情報を記憶し、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率に設定し、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率よりも小さな第2の減少率に設定し、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記酸素濃度が、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第1酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御し、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度が、第1酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第1酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有し且つ第1酸素濃度よりも高い第2酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御することを特徴とする。
The powertrain system according to the fourth invention of the present application is:
A diesel engine,
A stepped transmission that has a plurality of shift stages and decelerates the output of the diesel engine at a different reduction ratio for each shift stage;
Engine speed detecting means for detecting the engine speed of the diesel engine;
Requested torque detection means for detecting required torque required for the diesel engine,
A depression amount detecting means for detecting the depression amount of the accelerator pedal of the vehicle;
Oxygen concentration adjusting means for adjusting the oxygen concentration in the combustion chamber of the diesel engine;
A controller for controlling the operation of the oxygen concentration adjusting means,
The controller is
Calculate the decrease rate of the accelerator pedal depression amount,
The engine speed is a low speed range that is less than or equal to the first engine speed, a high speed range that is greater than or equal to the second engine speed that is greater than the first engine speed, and a second engine speed that is greater than the first engine speed. Memorize information divided into smaller medium speed range,
When the engine speed is an arbitrary speed in the medium speed range, the threshold value of the reduction rate is set to a first reduction rate,
When the engine speed is an arbitrary speed in the low speed range or the high speed range, the threshold value of the reduction rate is set to a second reduction rate smaller than the first reduction rate,
Controlling the oxygen concentration adjusting means so that the oxygen concentration becomes a first oxygen concentration calculated based on the detected engine speed and the required torque when the decrease rate is equal to or less than the threshold;
When the reduction rate is greater than the threshold, the oxygen concentration is predetermined between the first oxygen concentration when the engine speed and the required torque are the same as when the first oxygen concentration is calculated. The oxygen concentration adjusting means is controlled to have a second oxygen concentration higher than the first oxygen concentration and having a difference equal to or higher than the concentration.
本願の第1の発明によれば、アクセルペダルの踏み込み量の減少率が閾値を超えたとき、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度についての変速時特有の制御を、変速が開始されることを見越して迅速に実行することができる。このとき、燃焼室内の酸素濃度が、検知された機関速度と要求トルクとに基づき算出される濃度に比べて高くなるように制御されるため、変速中の酸素濃度の低下を回避して、変速完了直後に燃焼室内が酸素不足になることを防止することができる。また、前記減少率の閾値は、機関速度が中速度域にあるとき、機関速度が低速度域または高速度域にあるときに比べて大きく設定されるため、変速の可能性が低い中速度域において、燃焼室内の酸素濃度が非変速時の運転条件に適した濃度に制御される頻度を高めつつ、変速の可能性が高い低速度域または高速度域において、燃焼室内の酸素濃度について変速時特有の制御が実行される頻度を高めることができる。よって、燃焼室内の酸素濃度を適正に制御することができる。 According to the first invention of the present application, when the rate of decrease in the amount of depression of the accelerator pedal exceeds a threshold, the shift-specific control of the oxygen concentration in the combustion chamber of the diesel engine is anticipated to start the shift. Can be executed quickly. At this time, the oxygen concentration in the combustion chamber is controlled to be higher than the concentration calculated based on the detected engine speed and the required torque. It is possible to prevent oxygen shortage in the combustion chamber immediately after completion. In addition, the threshold value of the reduction rate is set larger when the engine speed is in the middle speed range than when the engine speed is in the low speed range or the high speed range, so that the possibility of shifting is low. In this case, the oxygen concentration in the combustion chamber is increased during the low-speed range or the high-speed range where there is a high possibility of shifting while increasing the frequency at which the oxygen concentration in the combustion chamber is controlled to a concentration suitable for the driving conditions during non-shifting. The frequency with which specific control is executed can be increased. Therefore, the oxygen concentration in the combustion chamber can be controlled appropriately.
本願の第2の発明によれば、低速度域の上限値である第1機関速度と、高速度域の下限値である第2機関速度とが、減速比が大きいときほど小さく、すなわち、減速比が小さいときほど大きく設定される。そのため、車輪トルクの低下すなわち減速比の低下に伴い非変速時の機関速度が上昇することに対応して、適切に燃焼室内の酸素濃度を制御することができる。 According to the second invention of the present application, the first engine speed, which is the upper limit value in the low speed range, and the second engine speed, which is the lower limit value in the high speed range, are smaller as the reduction ratio is larger. The smaller the ratio, the larger the setting. Therefore, it is possible to appropriately control the oxygen concentration in the combustion chamber in response to the increase in the engine speed at the time of non-shift with the decrease in wheel torque, that is, the reduction ratio.
本願の第3の発明によれば、排気再循環通路を通過して排気通路から吸気通路へ戻される空気を利用して、燃焼室内の酸素濃度を制御することができる。 According to the third aspect of the present invention, the oxygen concentration in the combustion chamber can be controlled using the air that passes through the exhaust gas recirculation passage and is returned from the exhaust passage to the intake passage.
本願の第4の発明によれば、アクセルペダルの踏み込み量の減少率が閾値を超えたとき、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度についての変速時特有の制御を、変速が開始されることを見越して迅速に実行することができる。このとき、燃焼室内の酸素濃度が、検知された機関速度と要求トルクとに基づき算出される濃度に比べて高くなるように制御されるため、変速中の酸素濃度の低下を回避して、変速完了直後に燃焼室内が酸素不足になることを防止することができる。また、前記減少率の閾値は、機関速度が中速度域にあるとき、機関速度が低速度域または高速度域にあるときに比べて大きく設定されるため、変速の可能性が低い中速度域において、燃焼室内の酸素濃度が非変速時の運転条件に適した濃度に制御される頻度を高めつつ、変速の可能性が高い低速度域または高速度域において、燃焼室内の酸素濃度について変速時特有の制御が実行される頻度を高めることができる。よって、燃焼室内の酸素濃度を適正に制御することができる。
According to the fourth invention of the present application, when the rate of decrease in the accelerator pedal depression amount exceeds a threshold, the shift-specific control for the oxygen concentration in the combustion chamber of the diesel engine is anticipated to start the shift. Can be executed quickly. At this time, the oxygen concentration in the combustion chamber is controlled to be higher than the concentration calculated based on the detected engine speed and the required torque. It is possible to prevent oxygen shortage in the combustion chamber immediately after completion. In addition, the threshold value of the reduction rate is set larger when the engine speed is in the middle speed range than when the engine speed is in the low speed range or the high speed range, so that the possibility of shifting is low. In this case, the oxygen concentration in the combustion chamber is increased during the low-speed range or the high-speed range where there is a high possibility of shifting while increasing the frequency at which the oxygen concentration in the combustion chamber is controlled to a concentration suitable for the driving conditions during non-shifting. The frequency with which specific control is executed can be increased. Therefore, the oxygen concentration in the combustion chamber can be controlled appropriately.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るパワートレインシステム2の概略構成を示す。パワートレインシステム2は、ディーゼルエンジン10と、手動式の有段式変速機6とを備えている。変速機6は、複数の変速段を有し、ディーゼルエンジン10の出力を変速段毎に異なる減速比で減速させて車両の駆動輪8に伝達する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
図2は、ディーゼルエンジン10の吸排気系11の一実施形態を示す。吸排気系11は、エンジン10の吸気ガスが通過する吸気通路14と、エンジン10の排気ガスが通過する排気通路12とを有する。
FIG. 2 shows an embodiment of the intake /
吸気通路14には、吸気ガスを清浄化するためのエアクリーナ28と、吸気ガスを冷却するためのインタークーラ26とが設けられている。インタークーラ26は、吸気通路14においてエアクリーナ28よりも下流側に配置されている。
The
排気通路12には、排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ22と、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を処理(トラップ)して外部へのNOxの排出を抑制するリーンNOxトラップ触媒(以下、「NOx触媒」という。)24とが設けられている。NOx触媒24は、排気通路12においてパティキュレートフィルタ22よりも下流側に配置されている。
The
吸排気系11には排気ターボ過給機20が設けられ、排気ターボ過給機20は、排気通路12に配置されたタービン20aと、吸気通路14に配置されたコンプレッサ20bとを備えている。タービン20aは、排気通路12においてパティキュレートフィルタ22よりも上流側に配置されている。コンプレッサ20bは、吸気通路14においてエアクリーナ28よりも下流側で且つインタークーラ26よりも上流側に配置されている。
The intake /
吸排気系11はまた、エンジン4の排気ガスの一部を排気通路12から吸気通路14に還流するためのEGR(Exhaust Gas Recirculation)システムを有する。吸排気系11には、EGRシステムを構成するための例えば2つのEGR通路16,18が、それぞれ排気通路12と吸気通路14とに跨って設けられている。
The intake /
一方のEGR通路16は、比較的高圧の排気ガスを還流させるために使用される高圧EGR通路である。高圧EGR通路16は、タービン20aよりも上流側の排気通路12部分と、コンプレッサ20bよりも下流側の吸気通路14部分とを連通させている。具体的に、高圧EGR通路16は、吸気通路14に対してインタークーラ26よりも下流側の部分で連通している。高圧EGR通路16には、この通路16を通過する排気ガスの還流量(以下、「EGR量」ともいう。)を調節するための高圧EGR弁16aが設けられている。
One
他方のEGR通路18は、比較的低圧の排気ガスを還流させるために使用される低圧EGR通路である。低圧EGR通路18は、タービン20aよりも下流側の排気通路12部分と、コンプレッサ20bよりも上流側の吸気通路14部分とを連通させている。具体的に、低圧EGR通路18は、排気通路12に対してパティキュレートフィルタ22よりも下流側で且つNOx触媒24よりも上流側の部分で連通し、吸気通路14に対してエアクリーナ28よりも下流側の部分で連通している。低圧EGR通路18には、この通路18を通過する排気ガスのEGR量を調節するための低圧EGR弁18aと、還流排気ガスを冷却するEGRクーラ18bとが設けられている。
The
また、吸気通路14には負圧調整弁30とスロットル弁32とが設けられている。
The
負圧調整弁30は、吸気通路14におけるエアクリーナ28よりも下流側で且つ低圧EGR通路18との合流部よりも上流側の部分に設けられている。負圧調整弁30は、コンプレッサ20bよりも上流側における吸気通路14内の圧力を調整する弁であり、負圧調整弁30の開度量の制御により吸気通路14への外気の流入量が調節される。低圧EGR通路18を通過する排気ガスのEGR量を調節する際、これに併せて吸気通路14への外気流入量を調節する必要があるため、低圧EGR弁18aの開度量とともに負圧調整弁30の開度量も調整される。
The negative
スロットル弁32は、吸気通路14におけるインタークーラ26よりも下流側で且つ高圧EGR通路16との合流部よりも上流側の部分に設けられている。スロットル弁32は、エンジン10の吸気量を調節するために用いられる。エンジン10の吸気量は、スロットル弁32を通過する吸気ガスと、高圧EGR通路16を通過する還流排気ガスとの合計量によって決まるため、高圧EGR通路16を通過する排気ガスのEGR量を調節する際は、高圧EGR弁16aの開度量とともにスロットル弁32の開度量も調整される。
The
ディーゼルエンジン10及び吸排気系11に関する種々の制御は、図3に示す制御装置50により行われる。制御装置50は、各種センサから送られる信号に基づき、負圧調整弁30、スロットル弁32、高圧EGR弁16a、低圧EGR弁18a、及びエンジン10の燃料噴射ノズル10bの動作を制御する。
Various controls relating to the
制御装置50に信号を送るセンサとしては、例えば、アクセル開度センサ52、エンジン回転数センサ54、変速段センサ60、及びクラッチセンサ62が用いられる。
As sensors that send signals to the
アクセル開度センサ52は、アクセルペダル40の踏み込み位置を検知するセンサであり、アクセルペダル40の踏み込み量を検知する踏み込み量検知手段として機能するとともに、エンジン10に要求される要求トルクを検知する要求トルク検知手段としても機能する。エンジン回転数センサ54は、エンジン10の回転数を検知するセンサであり、エンジン10の機関速度を検知する機関速度検知手段として機能する。変速段センサ60は、変速機6がいずれの変速段に設定されているかを検知するセンサである。具体的に、変速段センサ60としては、例えば、変速機6のシフト操作のオン・オフを検知するスイッチを変速段毎に設けることが考えられる。クラッチセンサ62は、クラッチ4の接続及び遮断を検知するセンサである。具体的に、クラッチセンサ62としては、クラッチ4が切断されたか否かを検知するクラッチカットスイッチ、クラッチ4が接続されたか否かを検知するクラッチスイッチ、又はクラッチペダル42の踏み込み位置を検知するストロークセンサのいずれか1つ又は複数が使用される。
The
以下、制御装置50によりエンジン10の燃焼室内の酸素濃度Mを制御する構成について説明する。
Hereinafter, a configuration in which the
本実施形態において、酸素濃度Mの制御は、EGR通路16,18を通過して排気通路12から吸気通路14へ戻される排気ガスのEGR量を制御することにより行われる。具体的に、酸素濃度Mは、EGR量を多くすることで低下し、EGR量を少なくすることで上昇する。
In the present embodiment, the oxygen concentration M is controlled by controlling the EGR amount of the exhaust gas that passes through the
EGR量の制御は、高圧EGR通路16を通過する還流排気ガスの量(高圧EGR量)、又は、低圧EGR通路18を通過する還流排気ガスの量(低圧EGR量)の少なくとも一方を制御することによって行われる。 The EGR amount is controlled by controlling at least one of the amount of the recirculated exhaust gas that passes through the high pressure EGR passage 16 (high pressure EGR amount) or the amount of the recirculated exhaust gas that passes through the low pressure EGR passage 18 (low pressure EGR amount). Is done by.
高圧EGR通路16を通過する排気ガスは、高温のままエンジン10の燃焼室に戻されるのに対して、低圧EGR通路18を通過する排気ガスは、EGRクーラ18b及びインタークーラ26によって冷却されてからエンジン10の燃焼室に戻される。そのため、高圧EGR通路16を通過する排気ガスは、低圧EGR通路18を通過する排気ガスに比べて、ガス密度が低い。よって、エンジン10の燃焼室内の酸素量を維持したまま酸素濃度Mをより低くするためには、低圧EGR量を多くすればよい。
The exhaust gas passing through the high-
酸素濃度Mの制御に際しては、酸素濃度Mの目標値MTが適宜設定され、酸素濃度Mが目標値MTに一致するように高圧EGR量または低圧EGR量の少なくとも一方が制御される。 In controlling the oxygen concentration M, the target value MT of the oxygen concentration M is set as appropriate, and at least one of the high pressure EGR amount and the low pressure EGR amount is controlled so that the oxygen concentration M matches the target value MT.
図4〜図7を参照しながら、酸素濃度Mの目標値MTを設定する構成について説明する。 A configuration for setting the target value MT of the oxygen concentration M will be described with reference to FIGS.
図4に示すように、変速機6の変速段を第1速に設定した状態でA時点からB時点までの時間に車両を加速させた後、変速機6を第2速に変速し、さらにC時点からD時点までの時間に車両を加速させる状況を想定する。この場合、エンジン10の回転数は、例えば図5に示すように、第1速での加速中に増加し、変速中に著しく減少した後、第2速での加速中に再び増加する。
As shown in FIG. 4, after accelerating the vehicle during a period from time A to time B with the gear position of the
このとき、エンジン10の燃料噴射量は、運転者のアクセルペダル40の踏み込み量に応じて、第1速での加速中には例えば図6の破線Xabで示されるように変化し、第2速での加速中には例えば図6の破線Xcdで示されるように変化する。一方、第1速から第2速への変速中はアクセルペダル40が踏み込まれないため、クラッチ接続状態では燃料噴射量はほぼゼロであり、クラッチ切断状態ではアイドルに必要な量まで噴射量は減少する。
At this time, the fuel injection amount of the
図4〜図6に示される状況を想定しつつ、酸素濃度Mの目標値MTを設定する構成について説明する。 A configuration for setting the target value MT of the oxygen concentration M will be described while assuming the situation shown in FIGS.
酸素濃度Mの目標値MTは、エンジン10の回転数と燃料噴射量とに基づき設定される。具体的に説明すると、例えば図6の複数の実線に示されるように、エンジン10の回転数と燃料噴射量とに応じて目標値MTを設定するためのマップが予め制御装置50に記憶されており、基本的には、エンジン10の回転数と燃料噴射量とマップとに基づき目標値MTが適宜設定される。なお、図6のマップにおいて実線で示される複数の目標値MTは、図において上から順に高い値とされる。
The target value MT of the oxygen concentration M is set based on the rotational speed of the
しかし、変速中は燃料噴射量が少なくなるため、図6のマップにより目標値MTを設定すると目標値MTは変速前に比べて極端に小さくなる。また、変速中のクラッチ接続状態ではエンジン10の燃焼室内で燃料を燃焼させる必要がないことから、従来は、例えば図7の一点鎖線で示されるように、変速中(時点Bから時点Cまでの間)の目標値MTは最低値に設定されていた。ところが、このように変速中の目標値MTを設定すると、変速完了時(時点C)に目標値MTが瞬間的に著しく上昇するため、実際の酸素濃度Mが目標値MTに追いつくまでの間、エンジン10の燃焼室内が酸素不足になる不具合がある(図9参照)。
However, since the fuel injection amount decreases during the shift, the target value MT becomes extremely smaller than that before the shift when the target value MT is set according to the map of FIG. Further, since it is not necessary to burn the fuel in the combustion chamber of the
そのため、本実施形態においては、所定の条件が成立することにより変速が開始されると判定されると、酸素濃度Mについての変速時特有の制御が次のように行われる。なお、本実施形態では、変速機6の変速段が次の変速段に切り替えられることを「変速の開始」というものとする。
Therefore, in the present embodiment, when it is determined that the shift is started when a predetermined condition is satisfied, the control specific to the shift of the oxygen concentration M is performed as follows. In the present embodiment, switching the gear position of the
変速時特有の制御では、変速中の酸素濃度Mの目標値MTが、非変速時の目標値MTが設定されるときと比べてエンジン回転数と燃料噴射量とが同一である場合において非変速時の目標値MTとの間に所定濃度以上の差を有する値に設定される。つまり、変速中の目標値MTは、変速中に検知されるエンジン回転数と燃料噴射量とに基づき図6のマップにより算出される値とは異なる値に設定され、好ましくは、図6のマップにより算出される値よりも大きな値に設定される。これにより、図7の実線で示されるように、変速完了時(時点C)において目標値MTが大きく上昇することがないため、変速が完了したとき、実際の酸素濃度Mを迅速に目標値MTに一致させることができ、エンジン10の燃焼室に十分な量の酸素を供給することができる。なお、本実施形態では、変速段の切り替え後にクラッチが接続されることを「変速の完了」というものとする。
In the control unique to the shift, the target value MT of the oxygen concentration M during the shift is not shifted when the engine speed and the fuel injection amount are the same as when the target value MT for the non-shift is set. It is set to a value having a difference of a predetermined density or more from the target value MT at the time. That is, the target value MT during the shift is set to a value different from the value calculated from the map of FIG. 6 based on the engine speed and the fuel injection amount detected during the shift, and preferably the map of FIG. Is set to a value larger than the value calculated by. As a result, as shown by the solid line in FIG. 7, the target value MT does not increase greatly at the time of completion of the shift (time point C). Therefore, when the shift is completed, the actual oxygen concentration M is quickly changed to the target value MT. And a sufficient amount of oxygen can be supplied to the combustion chamber of the
変速中の酸素濃度Mの目標値MTは、所定の制御パラメータと、所定のマップ又は計算式とに基づき設定される。具体的には、例えば、エンジン回転数と燃料噴射量とに応じて目標値MTを設定するための図6と同様のマップを予め設定しておき、このマップと、変速時特有の制御が開始される直前に検知されたエンジン回転数および燃料噴射量とに基づき、目標値MTを設定することが考えられる。 The target value MT of the oxygen concentration M during the shift is set based on a predetermined control parameter and a predetermined map or calculation formula. Specifically, for example, a map similar to that shown in FIG. 6 for setting the target value MT in accordance with the engine speed and the fuel injection amount is set in advance, and this map and control peculiar to shifting are started. It is conceivable to set the target value MT based on the engine speed and the fuel injection amount detected immediately before the start.
ただし、本発明において、変速中の目標値MTを設定する構成は特に限定されるものではない。例えば、変速時特有の制御を開始する際に、所定の制御パラメータに基づき変速完了時のエンジン回転数と燃料噴射量とを予測し、予測された変速完了時のエンジン回転数と燃料噴射量とに応じた目標値MTを例えば図6のマップに基づき設定するようにしてもよい。 However, in the present invention, the configuration for setting the target value MT during shifting is not particularly limited. For example, when starting control peculiar to shifting, the engine speed and fuel injection amount at the completion of shifting are predicted based on predetermined control parameters, and the predicted engine speed and fuel injection amount at the completion of shifting The target value MT according to the above may be set based on, for example, the map of FIG.
変速時特有の制御は、アクセルペダル40の踏み込み量の減少率dαが所定の閾値dα1よりも大きくなったときに開始される。
Control peculiar to the shift is started when the reduction rate dα of the depression amount of the
閾値dα1は、例えば図8に示すように、エンジン回転数Nに応じて変化するように変速段毎に設定される。また、変速段毎に、エンジン回転数Nは、第1機関速度Na以下である低速度域と、第1機関速度Naよりも大きな第2機関速度Nb以上である高速度域と、第1機関速度Naよりも大きく第2機関速度Nbよりも小さな中速度域とに予め区分されている。図8においては、変速段が第2速であるときの低速度域、中速度域および高速度域が示されており、減速比が大きな変速段であるときほど、第1機関速度Naと第2機関速度Nbとは小さく設定される。エンジン回転数Nが中速度域の任意の機関速度であるとき、閾値dα1は所定値d1よりも大きく設定され、エンジン回転数Nが低速度域または高速度域の任意の機関速度であるとき、閾値dα1は所定値d1以下に設定される。 For example, as shown in FIG. 8, the threshold value dα1 is set for each gear position so as to change according to the engine speed N. For each gear position, the engine speed N is a low speed range that is equal to or lower than the first engine speed Na, a high speed range that is equal to or higher than the second engine speed Nb that is higher than the first engine speed Na, and the first engine. It is divided in advance into a medium speed range that is larger than the speed Na and smaller than the second engine speed Nb. FIG. 8 shows a low speed range, a medium speed range, and a high speed range when the shift speed is the second speed, and the first engine speed Na and the first speed increase as the speed ratio is larger. The two engine speed Nb is set small. When the engine speed N is an arbitrary engine speed in the medium speed range, the threshold value dα1 is set larger than the predetermined value d1, and when the engine speed N is an arbitrary engine speed in the low speed range or the high speed range, The threshold value dα1 is set to a predetermined value d1 or less.
以下、図9に示すフローチャートを参照しながら、酸素濃度Mを制御するための具体的な処理の流れについて説明する。 Hereinafter, a specific processing flow for controlling the oxygen concentration M will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、ステップS1において、各種センサから送られる信号が読み込まれる。具体的には、アクセル開度センサ52により検知されたアクセル開度α1、エンジン回転数センサ54により検知されたエンジン10の回転数N1、変速段センサ60により検知された変速段の情報、及び、クラッチセンサ62により検知されたクラッチ4のオン・オフの情報が読み込まれる。ステップS1ではまた、読み込まれた各種情報が記憶される。
First, in step S1, signals sent from various sensors are read. Specifically, the accelerator opening α1 detected by the
続くステップS2では、ステップS1で読み込まれたアクセル開度α1とエンジン回転数N1とに基づき、予め設定された計算式又はマップにより、アクセル開度減少率dαと、エンジン10の燃料噴射量の目標値FPと、燃料噴射のタイミングとが算出される。
In the subsequent step S2, the accelerator opening reduction rate dα and the target of the fuel injection amount of the
次のステップS3では、ステップS1で読み込まれた変速段の情報とエンジン回転数N1とに基づき、例えば図8のマップによりアクセル開度減少率の閾値dα1が算出される。 In the next step S3, based on the shift speed information read in step S1 and the engine speed N1, a threshold dα1 of the accelerator opening decrease rate is calculated using, for example, the map of FIG.
続くステップS4では、フラグFが立てられている(F=1にセットされている)か否かが判断される。フラグFは、後述のステップS5でアクセル開度減少率dαが閾値dα1よりも大きいと判定されると立てられ(F=1にセットされ)、後述のステップS11で変速が完了したと判定されるとオフにされる(F=0にセットされる)。 In a succeeding step S4, it is determined whether or not the flag F is set (F = 1 is set). The flag F is set when it is determined that the accelerator opening decrease rate dα is larger than the threshold value dα1 in step S5 described later (set to F = 1), and it is determined that the shift is completed in step S11 described later. And off (set F = 0).
ステップS4において、フラグFが立てられていないと判断されるとステップS5に進む。 If it is determined in step S4 that the flag F is not set, the process proceeds to step S5.
ステップS5では、ステップS2で算出されたアクセル開度減少率dαが、ステップS3で算出された閾値dα1よりも大きいか否か、すなわち、変速の開始が予想されるか否かが判断される。 In step S5, it is determined whether or not the accelerator opening decrease rate dα calculated in step S2 is larger than the threshold value dα1 calculated in step S3, that is, whether or not a shift start is expected.
ステップS5において、アクセル開度減少率dαが閾値dα1以下であると判断されると、変速が開始されないことが予想され、ステップS6〜ステップS8において基本制御が行われる。 If it is determined in step S5 that the accelerator opening decrease rate dα is equal to or less than the threshold value dα1, it is predicted that a shift will not be started, and basic control is performed in steps S6 to S8.
具体的に、ステップS6では、ステップS1で読み込まれたアクセル開度α1とエンジン回転数N1とに基づき、予め設定された例えば図6に示すマップによりエンジン10の燃焼室内の酸素濃度Mの目標値MTが算出される。
Specifically, in step S6, based on the accelerator opening α1 and the engine speed N1 read in step S1, a target value of the oxygen concentration M in the combustion chamber of the
続くステップS7では、ステップS6で算出された酸素濃度Mの目標値MTと、ステップS2で算出された燃料噴射量の目標値FPと、ステップS1で読み込まれたエンジン回転数E1とに基づき、負圧調整弁30、スロットル弁32、高圧EGR弁16a及び低圧EGR弁18aの開度が算出される。
In the subsequent step S7, a negative value is calculated based on the target value MT of the oxygen concentration M calculated in step S6, the target value FP of the fuel injection amount calculated in step S2, and the engine speed E1 read in step S1. The opening degree of the
さらに続くステップS8では、ステップS2とステップS7で算出された制御パラメータに基づき、各種アクチュエータが制御される。具体的には、燃料噴射量がステップS2で算出された目標値FPとなるように、且つ、噴射タイミングがステップS2で算出されたタイミングとなるように燃料噴射ノズル10bが制御され、吸排気系11の各種バルブ16a,18a,30,32がステップS7で算出された開度に制御される。これにより、エンジン10の燃焼室内の酸素濃度Mが、非変速時の運転状況に応じた適切な濃度に制御される。
In further subsequent step S8, various actuators are controlled based on the control parameters calculated in steps S2 and S7. Specifically, the
一方、ステップS5において、アクセル開度減少率dαが閾値dα1よりも大きいと判断されると、変速が開始されることが予想され、ステップS9においてフラグFが立てられる(F=1にセットされる)。 On the other hand, if it is determined in step S5 that the accelerator opening decrease rate dα is larger than the threshold value dα1, it is predicted that a shift will be started, and a flag F is set in step S9 (F = 1 is set). ).
次のステップS10では、前回のルーチンのステップS1で読み込まれたアクセル開度α1とエンジン回転数N1とに基づき、所定のマップ又は計算式により変速中の目標値MTが算出される。 In the next step S10, based on the accelerator opening α1 and the engine speed N1 read in step S1 of the previous routine, the target value MT during shifting is calculated by a predetermined map or calculation formula.
ステップS10において変速中の目標値MTが算出されると、上述の基本制御と同様、ステップS7及びステップS8の処理が行われる。これにより、変速中におけるエンジン10の燃焼室内の酸素濃度Mは、変速完了時の目標値MTに近い値に制御される。
When the target value MT during shifting is calculated in step S10, the processing in step S7 and step S8 is performed as in the basic control described above. Thus, the oxygen concentration M in the combustion chamber of the
このようにして変速中の酸素濃度Mの制御が開始されると、次回のルーチンのステップS4では、フラグFが立てられていると判断される。 When the control of the oxygen concentration M during the shift is thus started, it is determined that the flag F is set in step S4 of the next routine.
ステップS4において、フラグFが立てられていると判断されるとステップS11に進む。 If it is determined in step S4 that the flag F is set, the process proceeds to step S11.
ステップS11では、変速が完了したか否かが判断される。具体的には、変速段を切り替えるために遮断されていたクラッチ4が再接続されたか否かが判断される。 In step S11, it is determined whether or not shifting has been completed. Specifically, it is determined whether or not the clutch 4 that has been disengaged for switching the gear position is reconnected.
ステップS11で変速が完了したと判断されると、ステップS13でフラグFがオフにされて(F=0にセットされて)、ステップS5に進み、上述の処理が行われる。 If it is determined in step S11 that the shift has been completed, the flag F is turned off in step S13 (F = 0 is set), the process proceeds to step S5, and the above-described processing is performed.
一方、ステップS11で変速が完了していないと判断されると、ステップS12において、酸素濃度Mの目標値MTが、ステップS10で算出された値に固定された後、上述したステップS7とステップS8の処理がなされる。これにより、アクセル開度減少率dαが閾値dα1を超えてから変速が完了するまでの間、エンジン10の燃焼室内の酸素濃度Mは、変速完了時の目標値MTに近い濃度に維持されるため、変速完了時、酸素濃度Mを大きく上昇させる必要がない。そのため、変速完了直後において燃焼室内の酸素不足が生じることを回避することができる。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the shift has not been completed, the target value MT of the oxygen concentration M is fixed to the value calculated in step S10 in step S12, and then the above-described steps S7 and S8 are performed. Is processed. Thus, the oxygen concentration M in the combustion chamber of the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
2:パワートレインシステム、4:クラッチ、6:有段式変速機、8:車輪、10:ディーゼルエンジン、10b:燃料噴射ノズル、11:吸排気系、12:排気経路、14:吸気経路、16:高圧EGR通路、16a:高圧EGR弁、18:低圧EGR通路、18a:低圧EGR弁、30:負圧調整弁、32:スロットル弁、40:アクセルペダル、42:クラッチペダル、50:制御装置、52:アクセル開度センサ、54:エンジン回転数センサ、60:変速段センサ、62:クラッチセンサ。 2: powertrain system, 4: clutch, 6: stepped transmission, 8: wheels, 10: diesel engine, 10b: fuel injection nozzle, 11: intake and exhaust system, 12: exhaust path, 14: intake path, 16 : High pressure EGR passage, 16a: High pressure EGR valve, 18: Low pressure EGR passage, 18a: Low pressure EGR valve, 30: Negative pressure adjustment valve, 32: Throttle valve, 40: Accelerator pedal, 42: Clutch pedal, 50: Control device, 52: accelerator opening sensor, 54: engine speed sensor, 60: shift speed sensor, 62: clutch sensor.
Claims (4)
前記ディーゼル機関の機関速度と、前記ディーゼル機関に要求される要求トルクと、車両のアクセルペダルの踏み込み量と、を検知する工程と、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出する工程と、
前記機関速度の大きさを、第1機関速度以下である低速度域と、第1機関速度よりも大きな第2機関速度以上である高速度域と、第1機関速度よりも大きく第2機関速度よりも小さな中速度域とに予め区分する工程と、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率に設定する工程と、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率よりも小さな第2の減少率に設定する工程と、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第1酸素濃度に制御する工程と、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度を、第1酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第1酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有し且つ第1酸素濃度よりも高い第2酸素濃度に制御する工程と、を有することを特徴とするパワートレインシステムの制御方法。 A method of controlling a powertrain system comprising a diesel engine and a stepped transmission that has a plurality of shift stages and decelerates the output of the diesel engine at a different reduction ratio for each shift stage,
Detecting the engine speed of the diesel engine, the required torque required for the diesel engine, and the amount of depression of the accelerator pedal of the vehicle;
Calculating a rate of decrease in the amount of depression of the accelerator pedal;
The magnitude of the engine speed is set to a low speed range that is lower than the first engine speed, a high speed range that is higher than the second engine speed higher than the first engine speed, and a second engine speed higher than the first engine speed. Pre-segmenting into smaller medium speed ranges;
When the engine speed is an arbitrary speed in the medium speed range, setting a threshold value of the reduction rate to a first reduction rate;
When the engine speed is an arbitrary speed in the low speed range or the high speed range, setting the threshold value of the reduction rate to a second reduction rate smaller than the first reduction rate;
Controlling the oxygen concentration in the combustion chamber of the diesel engine to a first oxygen concentration calculated based on the detected engine speed and the required torque when the reduction rate is equal to or less than the threshold;
When the rate of decrease is greater than the threshold, the oxygen concentration is predetermined between the first oxygen concentration when the engine speed and the required torque are the same as when the first oxygen concentration is calculated. And a step of controlling the oxygen concentration to a second oxygen concentration higher than the first oxygen concentration .
前記有段式変速機の変速段が、減速比が大きな変速段であるときほど、第1機関速度と第2機関速度とを小さく設定することを特徴とする請求項1に記載のパワートレインシステムの制御方法。 In the step of dividing in advance,
2. The powertrain system according to claim 1, wherein the first engine speed and the second engine speed are set to be smaller as the gear stage of the stepped transmission is a gear stage having a larger reduction ratio. Control method.
複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機と、
前記ディーゼル機関の機関速度を検知する機関速度検知手段と、
前記ディーゼル機関に要求される要求トルクを検知する要求トルク検知手段と、
車両のアクセルペダルの踏み込み量を検知する踏み込み量検知手段と、
前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を調節する酸素濃度調節手段と、
該酸素濃度調節手段の動作を制御する制御器と、を有し、
該制御器は、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出し、
前記機関速度の大きさが、第1機関速度以下である低速度域と、第1機関速度よりも大きな第2機関速度以上である高速度域と、第1機関速度よりも大きく第2機関速度よりも小さな中速度域とに区分された情報を記憶し、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率に設定し、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第1の減少率よりも小さな第2の減少率に設定し、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記酸素濃度が、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第1酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御し、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度が、第1酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第1酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有し且つ第1酸素濃度よりも高い第2酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御することを特徴とするパワートレインシステム。 A diesel engine,
A stepped transmission that has a plurality of shift stages and decelerates the output of the diesel engine at a different reduction ratio for each shift stage;
Engine speed detecting means for detecting the engine speed of the diesel engine;
Requested torque detection means for detecting required torque required for the diesel engine,
A depression amount detecting means for detecting the depression amount of the accelerator pedal of the vehicle;
Oxygen concentration adjusting means for adjusting the oxygen concentration in the combustion chamber of the diesel engine;
A controller for controlling the operation of the oxygen concentration adjusting means,
The controller is
Calculate the decrease rate of the accelerator pedal depression amount,
The engine speed is a low speed range that is less than or equal to the first engine speed, a high speed range that is greater than or equal to the second engine speed that is greater than the first engine speed, and a second engine speed that is greater than the first engine speed. Memorize information divided into smaller medium speed range,
When the engine speed is an arbitrary speed in the medium speed range, the threshold value of the reduction rate is set to a first reduction rate,
When the engine speed is an arbitrary speed in the low speed range or the high speed range, the threshold value of the reduction rate is set to a second reduction rate smaller than the first reduction rate,
Controlling the oxygen concentration adjusting means so that the oxygen concentration becomes a first oxygen concentration calculated based on the detected engine speed and the required torque when the decrease rate is equal to or less than the threshold;
When the reduction rate is greater than the threshold, the oxygen concentration is predetermined between the first oxygen concentration when the engine speed and the required torque are the same as when the first oxygen concentration is calculated. A powertrain system, characterized in that the oxygen concentration adjusting means is controlled to have a second oxygen concentration higher than the first oxygen concentration and having a difference equal to or higher than the concentration.
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