JP3799899B2 - Torque control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのトルク制御装置に関し、特に、可変バルブタイミング制御装置を備えたエンジンに好適なトルク制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の車両では、悪路走行中等に車輪のスリップが生じた場合には、瞬間的に出力トルクを低下させることによりこれを防止するトラクションコントロール(以下「TRC」と称す)が実施されていた。具体的には、TRC電子制御装置(以下「TRCECU」と称す)が車輪のスリップを検出すると、TRCECUは、そのスリップ量に基づいて低下させるべきトルク量を演算し、エンジン電子制御装置(以下「E/GECU」と称す)に送信する。そして、E/GECUは、このTRCECUの要求に応じたトルク低減制御、例えば燃料噴射カット、点火カット、あるいはスロットルの閉塞等の制御を行っていた。
【0003】
ところで、近年、車両のエンジンには、その運転性能を向上するために、吸気弁又は排気弁、あるいはその両方の開閉タイミングを、運転者により操作されるアクセルペダルやスロットルバルブの開閉速度等(換言すればエンジンの運転状態)に応じて制御する、可変バルブタイミング(Variable Valve Timing ;以下「VVT」ともいう)制御装置を備えたものがある。こうしたVVT制御装置を備えたエンジンでは、VVT制御装置により吸気弁や排気弁の開閉タイミング(以下「バルブタイミング」ともいう)を変化させ、吸気弁と排気弁とが同時に開くバルブオーバラップ期間を調整する等により、エンジントルクの向上等を図っている。
【0004】
そして、このようなエンジンにおいて、上記のようなスリップ制御(トルク低減制御)を行う技術が、例えば特開平5−26067号公報に開示されている。この技術は、VVT制御装置により設定されるバルブタイミングを考慮した制御パターンを予め演算・設定し、この制御パターンに沿ってトルク制御を行うものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報記載の技術は、VVT制御装置が正常に作動していることを前提としたものであり、VVT制御装置の作動状態が異常である場合については何ら考慮されていない。このため、VVT制御装置の機構が経年劣化等何らかの要因で固着し、エンジンの運転状態とバルブタイミングとの相関にずれが生じた場合には、低下させるトルク量の演算にその影響が及び、当該トルク低減制御の精度が低下してしまうといった問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、このようにVVT制御装置のバルブタイミングに異常が生じた場合においても、所望のトルク制御ができるトルク制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題に鑑み、請求項1に記載の本発明のトルク制御装置は、VVT制御装置を備えたエンジンに設けられており、このVVT制御装置の作動状態を監視し、作動状態が異常であるときにその異常を検出する作動状態検出手段が設けられている。
【0008】
ここで、VVT制御装置は、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを変化させ、吸気弁と排気弁とが同時に開くバルブオーバラップ期間を調整する等により、例えば高負荷時におけるエンジントルクの向上等を図るものであり、通常の燃料噴射制御や点火時期制御を補助する態様で機能する。図6には、排気弁のバルブタイミング(EX)を固定し、吸気弁のバルブタイミング(IN)を制御する態様のVVT制御装置の特性が模式的に表されている。これによると、低中速回転域では、バルブタイミングを進角側にずらし、オーバラップ期間を長くすることによりエンジントルクを向上させている。また、高速回転域では、バルブタイミングを遅角側にずらし、オーバラップ期間を短く制御することにより出力を向上させている。従って、逆にトルクの低減を図るような場合には、中低速回転域においては、当該吸気弁のバルブタイミングを当初の設定値よりも遅角側にずらす必要があり、また、高速回転域においては当該吸気弁のバルブタイミングを当初の設定値より進角側にずらす必要がある。上記における「VVT制御装置の作動状態が異常」とは、例えば、このようにバルブタイミングを進角側、あるいは遅角側にずらすように制御しようとしても、何らかの要因でVVT制御装置が固着し、当該バルブタイミングをずらすことができず、所望のバルブタイミングが得られない状態をいう。なお、以降、VVT制御装置が、所望のバルブタイミングより進角側で固着している場合を「進角側異常」、所望のバルブタイミングより遅角側で固着している場合を「遅角側異常」と称する。
【0009】
本願のトルク制御装置は、作動状態検出手段によりVVT制御装置の作動状態の異常が検出されなかった場合には、可変バルブタイミング制御装置の作動によるエンジントルクへの影響を打ち消すための正常用補正値を利用してエンジントルクの制御量を補正し、逆に、作動状態検出手段によりVVT制御装置の作動状態の異常が検出された場合には、正常用補正値と、可変バルブタイミング制御装置の異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すための異常用補正値とのうちの何れかを、エンジンの運転状態に応じて選択し、その選択した補正値を利用してエンジントルクの制御量を補正するトルク補正手段が設けられている。そして、このトルク補正手段により補正された制御量に基づいて、トルク制御手段によるエンジントルク制御が行われる。
【0010】
つまり、VVT制御装置の作動状態に異常が生じたとしても、エンジンの運転状態によっては、VVT制御装置によるエンジントルクへの影響がでない場合(例えば、低負荷時)もあるため、本願のトルク制御装置では、VVT制御装置の異常時にエンジントルクの制御量を補正値を用いて補正する際、正常用補正値と異常用補正値とのうちの何れかを、エンジンの運転状態に応じて選択している。
このため、本願のトルク制御装置によれば、VVT制御装置の正常/異常にかかわらず、その時々に応じて確実なトルク補正を行うことができる。この結果、VVT制御装置を搭載した車両においても、常に所望のエンジントルクが得られる。
ところで、VVT制御装置の作動状態の異常としては、上述したように遅角側異常と進角側異常とが挙げられ、この遅角側異常と進角側異常とでは、その異常によりエンジントルクに与える影響が、エンジンの運転状態に応じて異なる。
そこで、請求項2に記載のトルク制御装置においては、異常用補正値として、遅角側異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すための遅角側異常用の補正値と、進角側異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すための進角側異常用の補正値とを設け、作動状態検出手段により遅角側異常が検出されると、トルク補正手段が、正常用補正値と遅角側異常用の補正値とのうちの何れかを、エンジンの運転状態に応じて選択し、一方、作動状態検出手段により進角側異常が検出されると、トルク補正手段が、正常用補正値と進角側異常用の補正値とのうちの何れかを、エンジンの運転状態に応じて選択するように構成されている。
このため、請求項2に記載のトルク制御装置によれば、VVT制御装置の作動状態に異常があった際、その異常が進角側異常と遅角側異常とのうちの何れであっても、その異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すことができるので、より確実なトルク補正を行うことができる。
ところで、上記バルブタイミングの異常を判断する具体的指標としては、請求項3に記載のように、上記作動状態検出手段が、VVT制御装置により本来制御されるべきバルブタイミングである目標タイミングと、VVT制御装置により実際に制御されたバルブタイミングである実タイミングとを比較し、これら目標タイミングと実タイミングとの差の絶対値が所定値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、VVT制御装置の作動状態が異常であると判断するようにすることができる。
【0011】
このようなトルク制御装置は、上記従来技術の説明で挙げたような、VVT制御装置を搭載した車両のスリップ制御に効果的に適用することができる。すなわち、通常このようなスリップ制御では、車両のスリップ時に瞬間的にエンジントルクを低減させる制御が行われるため、VVT制御装置もトルク低減側に制御される。しかし、上記のようにVVT制御装置が固着してしまった場合には所望のトルク低減量が得られないため、車両のスリップを好適に制御することができない。このため、このVVT制御装置の作動状態の異常を考慮した本願のトルク制御が有効に機能するのである。
【0012】
このようなトルク制御装置の具体的構成として、請求項4に記載のトルク制御装置は、車両の駆動輪の速度を検出する車輪速検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、これらが検出した駆動輪の速度と車速とから算出される車両のスリップ量に基づいて、トルク低減量を決定するトルク低減量設定手段とを備える。このトルク低減量設定手段により決定されるトルク低減量は、車両のスリップ量に対して要求されるトルク低減量そのものである。なお、上記車速は、エンジンの出力軸の回転数から求められるものでもよいし、あるいは、従動輪の速度から求めたものでもよい。そして、このトルク低減量設定手段により決定されたトルク低減量を、上記トルク補正手段が補正することにより、エンジントルクの制御量の補正が行われる。
【0013】
このため、当該トルク制御装置を搭載した車両では、VVT制御装置の固着に起因するスリップ制御のトラブルを従前に回避することができる。また、車両のエンジンが複数のVVT制御装置を備えた多気筒エンジンからなる場合には、正常に機能するVVT制御装置が機能する気筒にまで上記トルク制御を行うと、全体として適正な制御ができず逆効果となってしまう。このような場合には、請求項5に記載のように、この複数のVVT制御装置の内、異常が生じたVVT制御装置が機能する気筒についてのみ、上記補正値をもって上記エンジントルクを制御するように構成すればよい。このようにすれば、全体として所望のトルク制御が実現できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例は、本発明にかかるトルク制御装置を、例えば6気筒エンジンを搭載した車両に適用したものである。
【0017】
図1にその概略構成図を示すように、エンジン1の各気筒には、空気を取り込むための吸気管2が接続されており、この吸気管2には、吸入空気流量を調節するスロットル3、スロットル3の開度を検出するスロットルセンサ4、スロットル3の上流側に設けられ、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ5、及び燃料噴射装置6等が設けられている。また、各気筒には、吸気弁7、排気弁8、及び点火装置9が備えられ、これら吸気弁7及び排気弁8は、夫々、可変バルブタイミング制御装置(VVT制御装置)10を介して開閉される。尚、VVT制御装置10は、吸気弁7及び排気弁8の開閉タイミング(バルブタイミング)を、電子制御装置(E/GECU)20からの制御信号に応じて各々制御するものであるが、このVVT制御装置10については、従来より実用化されており周知であるため、その詳細な構成については説明を省略する。また、エンジン1のクランク軸近傍には、その回転数、すなわち、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ11が取り付けられている。
【0018】
E/GECU20は、図示しないが、各種機器を制御するCPU、予め各種の数値やプログラムが書き込まれたROM、演算過程の数値やフラグが所定の領域に書き込まれるRAM、アナログ入力信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ、各種ディジタル信号が入出力される入出力インターフェース(I/O)、所定の経過時間等を計時するタイマ、及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスラインから構成されている。後述するフローチャートに示す制御プログラムは、上記ROMに予め書き込まれている。
【0019】
そして、E/GECU20は、上記各センサからの検出信号に基づき、図示しない点火コイルから高電圧を発生させて点火時期を制御する点火時期制御、図示しない燃料ポンプに接続された燃料噴射弁を開閉して燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御、スロットル3の開度を調整して吸入空気量を制御する吸入空気量制御、あるいは、エンジン1の運転状態(スロットルセンサ4により検出されるスロットル開度等)に基づきVVT制御装置10により調整される吸気弁7及び排気弁8の開閉タイミングを制御するVVT制御等を実行する。
【0020】
尚、E/GECU20においてVVT制御を実行するために、吸気弁7及び排気弁8には、VVT制御装置10による実際の開閉タイミング(実タイミング)を検出するセンサが組み込まれており(図示せず)、E/GECU20は、このセンサからの検出に基づき、実タイミングが、スロットル開度等に基づき設定した目標バルブタイミングとなるように、VVT制御装置10を制御する。
【0021】
また、E/GECU20には、駆動輪スリップ検出用のTRC電子制御装置(TRCECU)30が接続されている。このTRCECU30には、左右の駆動輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ12a、12bと、エンジンの出力軸の回転数を車速として検出する車速センサ13が接続されている。TRCECU30は、これら各センサからの出力信号を受け取り、最適なトルク低減量を算出して、その情報をE/GECU20に送信する。例えばスリップ制御を行う場合には、車速センサ13からの出力値に基づいて算出された車速と、車輪速センサ12a、12bからの出力値に基づいて算出された駆動輪速度とに基づき、車両のスリップ量を算出し、このスリップ量から当該スリップを抑制するためのエンジントルクの低減量を計算し、E/GECU20にこのトルク低減制御を要求する。なお、このTRCECU30も、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータから構成されている。
【0022】
次に、本実施例のトルク制御装置により実施されるトルク制御方法について、車両スリップ時のトルク低減制御を例に説明する。尚、本実施例のトルク制御は、特にVVT制御装置10によるバルブタイミングに異常が生じた場合にも、所望のトルク低減制御を実現するものである。
【0023】
車両がスリップし、E/GECU20がTRCECU30から要求されるトルク低減量(要求トルク低減量)を受信すると、この要求トルク低減量について、VVT制御装置10の作動状態を加味した補正が行われる。これは、VVT制御装置10の作動状態によってエンジントルクが変動するため、要求トルク低減量のみに基づいたトルク低減制御を行っても、VVT制御装置10の異常時における意図しないトルク量の変動により、所望のトルク低減制御が実行されない場合があるからである。従って、本実施例においては、E/GECU20において、VVT制御装置10の作動状態に応じて決定される補正値βを予め用意しておき、TRCECU30から送信された要求トルク低減量に、その時のVVT制御装置10の作動状態に応じた補正値βを乗算することにより、VVT制御装置10の作動状態を加味したトルク低減量(実トルク低減量)を算出する。そして、E/GECU20は、この実トルク低減量に基づいたトルク低減制御(燃料噴射カット、点火カット等)を行うための信号をエンジン側に送信するのである。
【0024】
この補正値βは、図5に示すように、VVT制御装置10の作動状態、エンジン回転数センサ11により検出されたエンジン回転数(NE)、及び負荷(例えば、吸入空気量センサ5により検出された吸入空気量等)から決定される。
図5(a)には、VVT制御装置10の作動状態が正常である場合の補正値βのマップが示されている。
【0025】
なお、このようにVVT制御装置10が正常である場合におていも、TRCECU30からの要求トルク低減量の補正を行うのは以下の理由による。すなわち、本実施例の場合、VVT制御装置10の作動状態が異常であるときを考慮した制御を行うため、E/GECU20から出力された制御信号に基づいて行われるトルク低減制御からVVT制御装置10自体の制御を除外している。つまり、VVT制御を除いた制御(燃料噴射カット、点火カット等)により、トルク低減制御を行うのであるが、VVT制御装置10が正常に作動している場合には、エンジントルクが上昇しているため、この上昇量を加味したトルク低減制御を行う必要がある。このため、本実施例では、VVT制御装置10が正常である場合にも所定の補正値βを設定しているのである。
【0026】
この場合、上述したとおり、VVT制御装置10は、トルク制御においては高負荷領域でしか影響しない(図6参照)。このため、低負荷領域においてはVVT制御装置10の存在を考慮する必要がなく、補正値βは1.0で一定としている。つまり、TRCECU30からの要求トルク低減量と、E/GECU20が算出する実トルク低減量とは一致している。
【0027】
一方、高負荷領域ではVVT制御装置10がトルク制御に関与しているため、VVT制御装置10がない場合よりもエンジントルクが上昇していると考えられる。従って、その分トルク低減量を大きくする必要がある。このため、高速回転域、低中速回転域のいずれにおいても補正値βを1.1と高めに設定している。
【0028】
図5(b)には、VVT制御装置10の作動状態が進角異常である場合の補正値βのマップが示されている。
この場合も、VVT制御装置10は、トルク制御においては高負荷領域でしか影響しない。このため、低負荷領域においてはVVT制御装置10の存在を考慮する必要がないため、補正値βは1.0で一定としている。
【0029】
一方、高負荷領域ではVVT制御装置10がトルク制御に関与するため、VVT制御装置10の作動状態を考慮した補正値βが設定されている。この場合、低中速回転域において進角側異常であるということは、正常時に比べエンジントルクが上昇していると考えられるため、トルク低減量をより大きくする必要がある。このため、低中速回転域では補正値βを1.1と高めに設定している。一方、高速回転域において進角側異常であるということは、正常時に比べエンジントルクが低下していると考えられるため、トルク低減量をより小さくする必要がある。このため、高速回転域では補正値βを0.9と低めに設定している。
【0030】
図5(c)には、VVT制御装置10の作動状態が遅角異常である場合の補正値βのマップが示されている。
この場合も、VVT制御装置10は、トルク制御においては高負荷領域でしか影響しない。このため、低負荷領域においてはVVT制御装置10の存在を考慮する必要がないため、補正値βは1.0で一定としている。
【0031】
一方、高負荷領域ではVVT制御装置10がトルク制御に関与するため、VVT制御装置10の作動状態を考慮した補正値βが設定されている。この場合、低中速回転域において遅角側異常であるということは、正常時に比べエンジントルクが低下していると考えられるため、トルク低減量をより小さくする必要がある。このため、高速回転域では補正値βを0.9と低めに設定している。一方、高速回転域において遅角側異常であるということは、正常時に比べエンジントルクが上昇していると考えられるため、トルク低減量をより大きくする必要がある。このため、低中速回転域では補正値βを1.1と高めに設定している。なお、補正値βの具体的数値は図5に示されたものに限られず、実験等により適宜最適な値を設定できることはいうまでもない。
【0032】
このように、VVT制御装置10の作動状態により、図5に示した制御マップから補正値βが決定される。E/GECU20は、この補正値βにより補正した実トルク低減量に基づき、エンジントルクを制御する各種制御量、燃料噴射量(燃料カット)、点火時期(点火カット)等を決定し、当該制御量に基づく各種制御信号をエンジン側に出力するのである。
【0033】
次に、E/GECU30、TRCECU30が実行するトルク制御の流れについて、図2〜4に示すフローチャートに沿って詳細に説明する。
車両がスリップすると、図2に示すように、まず、TRCECU30において、スリップ時の車速と車輪速との差からスリップ量が算出される(S110)。この車速は車速センサ13からの出力値に基づいて算出され、車輪速は車両の両駆動輪にそれぞれ設置された車輪速センサ12a、12bからの出力値に基づいて算出される。
【0034】
そして、このスリップ量に基づいて、車両のスリップを回避するための要求トルク低減量が算出され(S120)、この要求トルク低減量がE/GECU20に送信される(130)。
そして、図3に示すように、E/GECU20がこのTRCECU30から要求されたトルク低減量(DTRQ)を受信すると(S210)、E/GECU20はVVT制御装置10の作動状態が正常であるか否かを判定する(S220)。
【0035】
このVVT制御装置10の作動状態が正常であるか否かの判定は、図4に示すプログラムに沿って実行される。すなわち、まず、エンジン1の運転状態に基づき、VVT制御により開閉させる吸気弁7及び排気弁8の開閉タイミングの目標値(目標タイミング)を算出する(S310)。具体的には、エンジン回転数センサ11から出力されたエンジン回転数(NE)と、吸入空気量センサ5から出力される吸入空気量(負荷)に基づいて、この目標タイミングが算出される。
【0036】
そして、吸気弁7及び排気弁8に内蔵されたセンサからの検出信号に基づき得られた最新の実際のバルブタイミング(実タイミング)を読み込み、目標タイミングとの比較を行う(S320)。この場合、バルブタイミングの進角方向を正にとり、これら目標タイミングと実タイミングとの差の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する(S320)。そして、目標タイミングと実タイミングとの差の絶対値が所定値以上であると判断されると(S320:YES)、この状態が所定時間継続したか否かが判断される(S330)。そして、所定時間継続したと判断されたときには(S330:YES)、VVT制御装置10の作動状態が異常であると判定する。このとき、目標タイミングが実タイミングより大きいか否かが判断され(S340)、目標タイミングが実タイミングより大きい場合には(S340:YES)、VVT制御装置10が所望のバルブタイミングより遅角側で固着している、つまり遅角側異常と判定する(S350)。一方、目標タイミングが実タイミングより小さい場合には、VVT制御装置10が所望のバルブタイミングより進角側で固着している、つまり進角側異常と判定する(S360)。
【0037】
一方、S320において、目標タイミングと実タイミングとの差の絶対値が所定値未満のときは、VVT制御装置10の作動状態は正常であると判定する(S370)。
そして、上記判定結果により、VVT制御装置10が正常か否かが判断され(S230)、正常と判断された場合には(S230:YES)、図5(a)に示す正常マップから補正値βが決定され(S240)、正常でないと判断された場合には(S230:NO)、図5(b)又は図5(c)に示す異常マップから補正値βが決定される(S250)。
【0038】
そして、このように決定された補正値βを、先程TRCECU30から送信されたトルク低減量(DTRQ)に乗算したトルク量を、実トルク低減量(DTRQ)として算出する(S260)。そして、E/GECU20は、当該実トルク低減量に基づいたトルク低減制御量を演算し、エンジン側にこの制御信号を出力してトルク低減制御を行う(S270)。このトルク低減制御は、通常のトルク制御、すなわち、例えば燃料噴射カット、点火カット、あるいはスロットルの閉塞等を行うことにより実施する。
【0039】
以上の一連の動作により、VVT制御装置10によるエンジンの吸気弁あるいは排気弁の開閉タイミングに異常が生じた場合にも、このVVT制御装置10の作動状態にかかわらず最適なトルク制御を行うことができる。このため、車両のスリップ時においても、車両は当該スリップ状態から迅速に脱出することができ、車両の安全性を確保することができる。
【0040】
なお、本実施例において、E/GECU20がトルク補正手段及びトルク制御手段に該当し、TRCECU30がトルク低減量設定手段に該当する。また、吸気弁7及び排気弁8に内蔵されたセンサが、作動状態検出手段及びバルブタイミング検出手段に該当し、車輪速センサ12a、12bが車輪速検出手段に、車速センサ13が車速検出手段に、それぞれ該当する。
【0041】
そして、E/GECU20が実行する処理の内、図3のフローチャートに示したS240〜S260の処理がトルク補正手段としての処理に該当し、S270がトルク制御手段としての処理に該当する。また、TRCECU30が実行する処理の内、図1のフローチャートに示したS110〜S130の処理がトルク低減量設定手段としての処理に該当する。
【0042】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、補正値βをVVT制御装置10が正常な場合にも設定する態様をとった。これは、TRCECU30がVVT制御装置10の存在を考慮せずに要求トルク低減量の算出を行う構成としたため、E/GECU20側でVVT制御装置10の存在を考慮した補正値を設定する必要があったからである。従って、TRCECU30によりVVT制御装置10の存在を加味した要求トルク低減量を送信する構成とすれば、E/GECU20において、VVT制御装置10が正常である場合の補正値βを設定する必要がなくなる(つまり、VVT制御装置10が正常である場合の補正値βは常に1.0となる)。
【0043】
また、上記実施例では、車速を車速センサの出力値から算出する構成としたが、従動輪の回転数を検出するセンサを設け、この従動輪速度から車速を検出する構成としてもよい。
なお、上記実施例においては、VVT制御装置10の作動状態の異常を検出して、この検出結果に応じた補正を行う態様としたが、このVVT制御装置10の「異常」をあえて検出しない構成としてもよい。例えば、VVT制御装置10により制御された吸気弁7及び排気弁8に内蔵されたセンサにより、単にバルブタイミングを検出し、E/GECU20(トルク制御量補正手段に該当)が、このバルブタイミングに応じてエンジントルクの制御量を補正するようにしてもよい。
【0044】
この構成では、VVT制御装置10の正常・異常にかかわらず、実際のバルブタイミング(つまり、実際に作動するバルブの位置)に応じた補正値が設定される。このため、VVT制御装置10の作動状態が異常であっても、所望のトルク制御が行われることになる。この結果、VVT制御装置10の異常を判断する必要がない分、制御処理が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例にかかるトルク制御装置の適用を示す概略構成図である。
【図2】 実施例のTRCECUによる要求トルク低減量の設定動作を説明する説明図である。
【図3】 実施例のE/GECUにより行われるトルク制御を説明する説明図である。
【図4】 実施例のVVT制御装置の作動状態の判断方法を説明する説明図である。
【図5】 実施例の補正値βの制御マップを説明する説明図である。
【図6】 VVT制御装置の特性の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・エンジン、 2・・・吸気管、 3・・・スロットル、
4・・・スロットルセンサ、 5・・・吸入空気量センサ、
7・・・吸気弁、 8・・・排気弁、 9・・・点火装置、
10・・・VVT制御装置、 11・・・エンジン回転数センサ、
12a,12b・・・車輪速センサ、 13・・・車速センサ、
20・・・E/GECU、 30・・・TRCECU[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine torque control device, and more particularly to a torque control device suitable for an engine having a variable valve timing control device.
[0002]
[Prior art]
In a conventional vehicle, when a wheel slip occurs during traveling on a rough road or the like, traction control (hereinafter referred to as “TRC”) is implemented to prevent this by instantaneously reducing the output torque. Specifically, when the TRC electronic control unit (hereinafter referred to as “TRC ECU”) detects a slip of the wheel, the TRC ECU calculates a torque amount to be reduced based on the slip amount, and the engine electronic control unit (hereinafter referred to as “ E / GECU ”). The E / GECU performs torque reduction control in accordance with the request of the TRC ECU, for example, control such as fuel injection cut, ignition cut, or throttle closing.
[0003]
By the way, in recent years, in order to improve the driving performance of a vehicle engine, the opening / closing timing of an intake valve and / or an exhaust valve, the opening / closing speed of an accelerator pedal and a throttle valve operated by a driver, etc. (in other words, In some cases, a variable valve timing (hereinafter, also referred to as “VVT”) control device that performs control in accordance with the operating state of the engine is provided. In an engine equipped with such a VVT control device, the valve overlap period during which the intake valve and the exhaust valve open simultaneously is adjusted by changing the opening / closing timing (hereinafter also referred to as “valve timing”) of the intake valve and the exhaust valve by the VVT control device. By doing so, the engine torque is improved.
[0004]
In such an engine, a technique for performing the slip control (torque reduction control) as described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-26067. This technique calculates and sets in advance a control pattern in consideration of the valve timing set by the VVT control device, and performs torque control along this control pattern.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique described in this publication is based on the premise that the VVT control device is operating normally, and no consideration is given to the case where the operating state of the VVT control device is abnormal. For this reason, when the mechanism of the VVT control device is fixed for some reason, such as aging, and there is a deviation in the correlation between the engine operating state and the valve timing, the influence on the calculation of the torque amount to be reduced is affected. There has been a problem that the accuracy of torque reduction control is reduced.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a torque control device that can perform desired torque control even when an abnormality occurs in the valve timing of the VVT control device.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In view of the above problems, the torque control device according to the first aspect of the present invention is provided in an engine equipped with a VVT control device, and when the operating state of the VVT control device is monitored and the operating state is abnormal. Is provided with operating state detecting means for detecting the abnormality.
[0008]
Here, the VVT control device changes the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve, and adjusts the valve overlap period in which the intake valve and the exhaust valve are opened simultaneously, for example, to improve the engine torque at high load, etc. It is intended and functions in a manner that assists normal fuel injection control and ignition timing control. FIG. 6 schematically shows the characteristics of the VVT control device in which the valve timing (EX) of the exhaust valve is fixed and the valve timing (IN) of the intake valve is controlled. According to this, in the low and medium speed rotation region, the engine timing is improved by shifting the valve timing to the advance side and extending the overlap period. In the high-speed rotation range, the output is improved by shifting the valve timing to the retard side and controlling the overlap period to be short. Therefore, when the torque is to be reduced, it is necessary to shift the valve timing of the intake valve to the retard side from the initial set value in the middle / low speed rotation range. It is necessary to shift the valve timing of the intake valve to the advance side from the initial set value. In the above, “the operation state of the VVT control device is abnormal” means that, for example, even if the valve timing is controlled to be shifted to the advance side or the retard side, the VVT control device is fixed for some reason, This means that the valve timing cannot be shifted and a desired valve timing cannot be obtained. Hereinafter, when the VVT control device is fixed on the advance side from the desired valve timing, the “advance angle abnormality” is indicated, and when the VVT control device is fixed on the retard side from the desired valve timing, the “delay side” is indicated. It is called “abnormal”.
[0009]
The torque control device of the present application isIf no abnormality in the operating state of the VVT control device is detected by the operating state detecting means, the normal torque correction value for canceling the influence on the engine torque due to the operation of the variable valve timing control device is used. Correct the control amount, and converselyWhen an abnormality in the operation state of the VVT control device is detected by the operation state detection meansSelects one of the correction value for normality and the correction value for abnormality for canceling the influence on the engine torque due to the abnormality of the variable valve timing control device according to the operating state of the engine. Using the correction valueTorque correction means for correcting the control amount of the engine torque is provided.. SoThen, based on the control amount corrected by the torque correction means, engine torque control by the torque control means is performed.
[0010]
In other words, even if an abnormality occurs in the operating state of the VVT control device, depending on the operating state of the engine, the engine torque may not be affected by the VVT control device (for example, at a low load). In the apparatus, when the engine torque control amount is corrected using the correction value when the VVT control apparatus is abnormal, either the normal correction value or the abnormal correction value is selected according to the operating state of the engine. ing.
For this reason, according to the torque control device of the present application, the VVT control deviceRegardless of normal / abnormal, reliable torque correction can be performed according to the occasion.As a result, a desired engine torque can always be obtained even in a vehicle equipped with a VVT control device..
By the way, as described above, abnormalities in the operating state of the VVT control device include the retard side abnormality and the advance angle abnormality. The effect of this varies depending on the operating state of the engine.
Therefore, in the torque control device according to
Therefore, according to the torque control device of the second aspect, when there is an abnormality in the operating state of the VVT control device, the abnormality is either an advance side abnormality or a retard side abnormality. Since the influence on the engine torque due to the abnormality can be canceled out, more reliable torque correction can be performed.
by the way,As a specific index for judging the abnormality of the valve timing, claims3As described above, the operating state detection means compares the target timing that is the valve timing that should be controlled by the VVT control device with the actual timing that is the valve timing that is actually controlled by the VVT control device, When a state where the absolute value of the difference between the target timing and the actual timing is larger than a predetermined value continues for a predetermined time, it can be determined that the operating state of the VVT control device is abnormal.
[0011]
Such a torque control device can be effectively applied to slip control of a vehicle equipped with a VVT control device as mentioned in the description of the prior art. That is, normally, in such slip control, control for instantaneously reducing the engine torque is performed when the vehicle slips, so the VVT control device is also controlled to the torque reduction side. However, when the VVT control device is stuck as described above, a desired torque reduction amount cannot be obtained, and thus the vehicle slip cannot be controlled appropriately. For this reason, the torque control of the present application in consideration of an abnormality in the operating state of the VVT control device functions effectively.
[0012]
As a specific configuration of such a torque control device, the claims4Is calculated from wheel speed detection means for detecting the speed of the drive wheels of the vehicle, vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle, and the speed and vehicle speed of the drive wheels detected by these. Torque reduction amount setting means for determining the torque reduction amount based on the slip amount of the vehicle. The torque reduction amount determined by the torque reduction amount setting means is the torque reduction amount required for the slip amount of the vehicle. The vehicle speed may be obtained from the rotational speed of the output shaft of the engine or may be obtained from the speed of the driven wheel. The torque correction unit corrects the torque reduction amount determined by the torque reduction amount setting unit, thereby correcting the control amount of the engine torque.
[0013]
For this reason, in a vehicle equipped with the torque control device, it is possible to avoid a slip control trouble caused by the sticking of the VVT control device. In addition, when the vehicle engine is a multi-cylinder engine having a plurality of VVT control devices, proper control can be performed as a whole by performing the torque control up to the cylinder in which the VVT control device that functions normally functions. It will be counterproductive. In such cases, the claims5As described in the above, it is only necessary to configure the engine torque to be controlled with the correction value only for the cylinder in which the VVT control device in which an abnormality has occurred functions among the plurality of VVT control devices. In this way, desired torque control can be realized as a whole.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In this embodiment, the torque control device according to the present invention is applied to a vehicle equipped with, for example, a 6-cylinder engine.
[0017]
As shown schematically in FIG. 1, each cylinder of the engine 1 is connected to an
[0018]
Although not shown, the E /
[0019]
The E /
[0020]
In order to execute the VVT control in the E /
[0021]
The E /
[0022]
Next, a torque control method implemented by the torque control device of the present embodiment will be described taking torque reduction control at the time of vehicle slip as an example. The torque control of the present embodiment realizes desired torque reduction control even when an abnormality occurs in the valve timing by the
[0023]
When the vehicle slips and the E /
[0024]
As shown in FIG. 5, the correction value β is detected by the operating state of the
FIG. 5A shows a map of the correction value β when the operating state of the
[0025]
Even when the
[0026]
In this case, as described above, the
[0027]
On the other hand, since the
[0028]
FIG. 5B shows a map of the correction value β when the operating state of the
Also in this case, the
[0029]
On the other hand, since the
[0030]
FIG. 5 (c) shows a map of the correction value β when the operating state of the
Also in this case, the
[0031]
On the other hand, since the
[0032]
Thus, the correction value β is determined from the control map shown in FIG. 5 according to the operating state of the
[0033]
Next, the flow of torque control executed by the E /
When the vehicle slips, as shown in FIG. 2, first, the
[0034]
Based on this slip amount, a required torque reduction amount for avoiding vehicle slip is calculated (S120), and this required torque reduction amount is transmitted to the E / GECU 20 (130).
As shown in FIG. 3, when the E /
[0035]
The determination as to whether or not the operating state of the
[0036]
Then, the latest actual valve timing (actual timing) obtained based on the detection signals from the sensors built in the
[0037]
On the other hand, when the absolute value of the difference between the target timing and the actual timing is less than the predetermined value in S320, it is determined that the operating state of the
Based on the determination result, it is determined whether or not the
[0038]
Then, the torque amount obtained by multiplying the torque reduction amount (DTRQ) transmitted from the
[0039]
Through the above series of operations, even when an abnormality occurs in the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve of the engine by the
[0040]
In this embodiment, the E /
[0041]
Of the processes executed by the E /
[0042]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that embodiment of this invention can take various forms, as long as it belongs to the technical scope of this invention, without being limited to the said Example at all. Nor.
For example, in the above embodiment, the correction value β is set even when the
[0043]
Moreover, in the said Example, it was set as the structure which calculates a vehicle speed from the output value of a vehicle speed sensor, However, It is good also as a structure which provides the sensor which detects the rotation speed of a driven wheel, and detects a vehicle speed from this driven wheel speed.
In the embodiment described above, an abnormality in the operating state of the
[0044]
In this configuration, a correction value corresponding to the actual valve timing (that is, the position of the valve that actually operates) is set regardless of whether the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing application of a torque control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a setting operation of a required torque reduction amount by the TRC ECU of the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating torque control performed by the E / GECU of the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a method for determining an operating state of the VVT control device according to the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a control map of a correction value β according to an embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of characteristics of the VVT control device.
[Explanation of symbols]
1 ... engine, 2 ... intake pipe, 3 ... throttle,
4 ... throttle sensor, 5 ... intake air amount sensor,
7 ... intake valve, 8 ... exhaust valve, 9 ... ignition device,
10 ... VVT control device, 11 ... engine speed sensor,
12a, 12b ... wheel speed sensor, 13 ... vehicle speed sensor,
20 ... E / GECU, 30 ... TRC ECU
Claims (5)
前記可変バルブタイミング制御装置の作動状態を監視し、該作動状態が異常であるときにその異常を検出する作動状態検出手段と、
該作動状態検出手段により前記可変バルブタイミング制御装置の作動状態の異常が検出されなかった場合には、前記可変バルブタイミング制御装置の作動によるエンジントルクへの影響を打ち消すための正常用補正値を利用してエンジントルクの制御量を補正し、逆に、前記作動状態検出手段により前記可変バルブタイミング制御装置の作動状態の異常が検出された場合には、前記正常用補正値と、前記可変バルブタイミング制御装置の異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すための異常用補正値とのうちの何れかを、前記エンジンの運転状態に応じて選択し、その選択した補正値を利用してエンジントルクの制御量を補正するトルク補正手段と、
該トルク補正手段により補正された制御量に基づいてエンジントルクを制御するトルク制御手段と、
を有することを特徴とするトルク制御装置。An engine provided with a variable valve timing control device that controls the opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve provided in an engine cylinder according to the operating state of the engine, and controls the engine torque of the engine A torque control device,
An operating state detecting means for monitoring an operating state of the variable valve timing control device, and detecting the abnormality when the operating state is abnormal;
When the operating state detecting means does not detect an abnormality in the operating state of the variable valve timing control device, a normal correction value is used to cancel the influence on the engine torque due to the operation of the variable valve timing control device. Then, the control amount of the engine torque is corrected, and conversely, when an abnormality in the operation state of the variable valve timing control device is detected by the operation state detection means , the normal correction value and the variable valve timing are corrected. One of the abnormality correction values for canceling the influence on the engine torque due to the abnormality of the control device is selected according to the operating state of the engine, and the engine torque is controlled using the selected correction value. Torque correction means for correcting the amount;
Torque control means for controlling the engine torque based on the control amount corrected by the torque correction means;
A torque control device comprising:
前記可変バルブタイミング制御装置の作動状態の異常として、前記可変バルブタイミング制御装置により制御されるべき前記吸気弁又は排気弁の開閉タイミングよりも、前記可変バルブタイミング制御装置により実際に制御された前記吸気弁又は排気弁の開閉タイミングである実タイミングの方が遅れてしまうことによる遅角側異常と、前記可変バルブタイミング制御装置により制御されるべき前記吸気弁又は排気弁の開閉タイミングよりも、前記実タイミングの方が進んでしまうことによる進角側異常と、を検出し、 As an abnormality in the operating state of the variable valve timing control device, the intake valve actually controlled by the variable valve timing control device rather than the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve to be controlled by the variable valve timing control device. The actual timing that is the opening / closing timing of the valve or the exhaust valve is more delayed than the actual timing, and the actual timing is higher than the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve to be controlled by the variable valve timing control device. Detecting the advance side abnormality due to the timing being advanced,
前記異常用補正値には、前記遅角側異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すための遅角側用の補正値と、前記進角側異常によるエンジントルクへの影響を打ち消すための進角側異常用の補正値とがあり、 The abnormality correction value includes a retardation side correction value for canceling the influence on the engine torque due to the retardation angle abnormality and an advance side for canceling the influence on the engine torque due to the advance angle abnormality. There are correction values for abnormalities,
前記トルク補正手段は、 The torque correction means includes
前記作動状態検出手段により検出される異常が遅角側異常であった場合には、前記正常用補正値と前記遅角側異常用の補正値とのうちの何れかを、前記エンジンの運転状態に応じて選択し、一方、前記作動状態検出手段により検出される異常が進角側異常であった場合には、前記正常用補正値と前記進角側異常用の補正値とのうちの何れかを、前記エンジンの運転状態に応じて選択することを特徴とする請求項1に記載のトルク制御装置。 If the abnormality detected by the operating state detection means is a retarded-side abnormality, either the normal correction value or the retarded-side abnormality correction value is set as the operating state of the engine. On the other hand, if the abnormality detected by the operating state detecting means is an advance side abnormality, any one of the normal correction value and the advance side abnormality correction value is selected. The torque control device according to claim 1, wherein the torque control device is selected according to an operating state of the engine.
前記目標タイミングと前記実タイミングとの差の絶対値が所定値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、前記可変バルブタイミング制御装置の作動状態が異常であると判断することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトルク制御装置。The operating state detection means includes a target timing which is an opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve to be controlled by the variable valve timing control device, and the intake valve or exhaust gas actually controlled by the variable valve timing control device. Compare the actual timing that is the opening and closing timing of the valve,
The operating state of the variable valve timing control device is determined to be abnormal when a state where an absolute value of a difference between the target timing and the actual timing is larger than a predetermined value continues for a predetermined time. The torque control device according to claim 1 or claim 2 .
前記車両の駆動輪の速度を検出する車輪速検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車輪速検出手段により検出された駆動輪の速度と、前記車速検出手段により検出された車速とから算出される前記車両のスリップ量に基づいて、トルク低減量を決定するトルク低減量設定手段と、
を備え、
前記トルク補正手段は、前記トルク低減量設定手段により決定されたトルク低減量を補正することにより、前記エンジントルクの制御量を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトルク制御装置。The torque control device is applied to slip control of a vehicle equipped with the engine,
Wheel speed detection means for detecting the speed of the drive wheels of the vehicle;
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
Torque reduction amount setting means for determining a torque reduction amount based on the slip amount of the vehicle calculated from the speed of the drive wheel detected by the wheel speed detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means; ,
With
The torque correction means, by correcting the torque reduction amount determined by the torque reduction amount setting means, according to any one of claims 1-3, characterized by correcting the control amount of the engine torque Torque control device.
前記トルク制御手段は、該複数の可変バルブタイミング制御装置の内、異常が生じた可変バルブタイミング制御装置が機能する気筒についてのみ、前記補正値をもって前記エンジントルクを制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトルク制御装置。The engine comprises a multi-cylinder engine having a plurality of variable valve timing control devices,
The torque control means controls the engine torque with the correction value only for a cylinder in which the variable valve timing control device in which an abnormality has occurred functions among the plurality of variable valve timing control devices. The torque control device according to any one of 1 to 4 .
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