JPH03182650A - Control device of internal combustion engine for vehicle - Google Patents
Control device of internal combustion engine for vehicleInfo
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- JPH03182650A JPH03182650A JP32132389A JP32132389A JPH03182650A JP H03182650 A JPH03182650 A JP H03182650A JP 32132389 A JP32132389 A JP 32132389A JP 32132389 A JP32132389 A JP 32132389A JP H03182650 A JPH03182650 A JP H03182650A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、車両用内燃機関の特性を車両の運転状態に応
じて適切に変化させ、常に良好な運転性能を得るための
制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a control device for appropriately changing the characteristics of a vehicle internal combustion engine in accordance with the driving condition of the vehicle to always obtain good driving performance.
〈従来の技術〉
従来、車両用内燃機関の制御装置として、下記のような
ものがある。<Prior Art> Conventionally, there are the following control devices for a vehicle internal combustion engine.
アクセル操作に対する機関の発生トルク等の出力特性を
車両の運転性に好ましい特性にするものとして、例えば
特開昭60−192843号公報に示されるように、ア
クセル操作量と機関回転速度とに応じて、スロットル弁
開度を設定し、その設定開度に一致させるようにスロッ
トル弁を駆動するものがある。In order to make the output characteristics such as the generated torque of the engine in response to the accelerator operation favorable to the drivability of the vehicle, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 1984-1984, it is possible to , there is one that sets a throttle valve opening and drives the throttle valve to match the set opening.
また、実開昭62−193151号公報に示されるもの
は、ディーゼル機関のガバナを同様に制御するようにし
たものである。Furthermore, the system disclosed in Japanese Utility Model Application No. 62-193151 is designed to control the governor of a diesel engine in a similar manner.
その他種々の運転条件下で運転者の希望するような運転
性が得られるよう、機関出力の調整手段の制御態様を車
両の運転状態に応じて切換えるようにした例として、例
えば特開昭63−25355号公報に示されるものがあ
る。In addition, as an example in which the control mode of the engine output adjustment means is switched according to the driving condition of the vehicle so that the driver can obtain the desired drivability under various driving conditions, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1999 There is one shown in Japanese Patent No. 25355.
〈発明が解決しようとする!1題〉
しかしながら、このような従来の車両用内燃機関の制御
装置にあっては、アクセル開度を発生目標トルク値とし
た場合、4輪駆動(4WD)車両等で低μ路等で各車輪
で実際に発生できるトルク限界をフィードバックしなが
らトルク値を決定する構成となっていないため、システ
ム全体として、せっかく発生トルクを制御Il値として
いるのに、この情報を利用できず、低μ路等でアクセル
からの要求が過大となり、各車輪ですべりを生してしま
ったり、わざわざこの対策のためにトラクションコント
ロール等を別に取付けるという不合理な問題点があった
。<Invention tries to solve! Problem 1> However, in such a conventional control device for a vehicle internal combustion engine, when the accelerator opening is set as the target torque value, each wheel of a 4-wheel drive (4WD) vehicle etc. is Since the torque value is not determined while feeding back the torque limit that can actually be generated in the system, even though the generated torque is set as the control Il value for the entire system, this information cannot be used, and the torque value cannot be used on low μ roads etc. In this case, the demand from the accelerator becomes excessive, causing slippage in each wheel, and there is the unreasonable problem of having to go to the trouble of installing traction control separately to prevent this problem.
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、各車輪のす
べり率を考慮して、最大発生しうるトルクを算定し、こ
の値を参照しながら運転者のトルク要求に対応してゆく
ことができるようにすることを目的とする。In view of such conventional problems, the present invention calculates the maximum torque that can be generated in consideration of the slip rate of each wheel, and responds to the driver's torque request while referring to this value. The purpose is to make it possible.
〈課題を解決するための手段〉
このため、本発明は、第1図に示すように、機関のトル
ク又は回転速度等の出力を目標値に制御する機関出力制
御手段を備える車両用内燃機関の制御装置において、下
記(a)〜(2)の手段を設ける構成とする。<Means for Solving the Problems> Therefore, as shown in FIG. 1, the present invention provides a vehicle internal combustion engine equipped with an engine output control means for controlling output such as engine torque or rotational speed to a target value. The control device is configured to include the following means (a) to (2).
(a) 機関の発生トルクに基づいて各駆動輪に発生
ずるトルクを算出する車輪トルク算出手段伽)各駆動輪
の車輪速を検出する車輪速検出手段
(C) 前記各駆動輪の車輪速に基づいて各駆動輪の
回転角加速度を算出する回転角加速度算出手段(d)
各駆動輪に加わる車輪荷重を検出する車輪荷重検出手
段
(e) 前記各駆動輪のトルクと回転角加速度と車輪
荷重とに基づいて各駆動輪と路面との動摩擦係数を算出
する動摩擦係数算出手段
(f) 車体速を検出する車体速検出手段(80前記
車体速と前記各駆動輪の車輪速とに基ついて各駆動輪の
すべり率を算出するすべり率算出手段
(ロ)前記各駆動輪の動摩擦係数とすべり率とに基づい
て各駆動輪の最大動摩擦係数を算出する最大動摩擦係数
算出手段
0)前記各駆動輪の最大動摩擦係数に基づいて各駆動輪
がすべりなく動ける入力可能な限界車輪トルクを算出す
る限界車輪トルク算出手段0) 前記各駆動輪の限界
車輪トルクの総和より限界トルクを算出する限界トルク
算出手段(ト)前記限界トルクを上限値として前記機関
出力制御手段における機関の出力の目標値を制限する出
力制限手段
また、上記0)の限界トルク算出手段に代えて、下記(
j)゛ の限界トルク算出手段を設けることができる。(a) Wheel torque calculation means for calculating the torque generated at each drive wheel based on the torque generated by the engine. (C) Wheel speed detection means for detecting the wheel speed of each drive wheel. rotational angular acceleration calculation means (d) for calculating the rotational angular acceleration of each drive wheel based on the rotational angular acceleration of each drive wheel;
Wheel load detection means (e) for detecting the wheel load applied to each drive wheel; Dynamic friction coefficient calculation means for calculating the dynamic friction coefficient between each drive wheel and the road surface based on the torque, rotational angular acceleration, and wheel load of each drive wheel; (f) Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed (80) Slip rate calculation means for calculating the slip rate of each drive wheel based on the vehicle speed and the wheel speed of each of the drive wheels (b) Maximum dynamic friction coefficient calculation means for calculating the maximum dynamic friction coefficient of each drive wheel based on the dynamic friction coefficient and slip rate 0) Limit wheel torque that can be inputted so that each drive wheel can move without slipping based on the maximum dynamic friction coefficient of each drive wheel. Limit wheel torque calculation means 0) Limit torque calculation means that calculates the limit torque from the sum of the limit wheel torques of the respective drive wheels (G) The limit torque calculation means calculates the engine output in the engine output control means using the limit torque as an upper limit value. Output limiting means for limiting the target value Also, in place of the limit torque calculating means in 0) above, the following (
j) A limit torque calculation means can be provided.
(j)゛前記各駆動輪の限界車輪トルクのうち最小値の
駆動輪数倍の値より限界トルクを算出する限界トルク算
出手段
〈作用〉
上記の構成においては、機関の発生トルクに基ついて各
駆動輪に発生するトルクを算出し、これと、各駆動輪の
回転角加速度と、車輪荷重とに基づいて、各駆動輪と路
面との動摩擦係数を算出する。(j) ゛Limit torque calculation means for calculating the limit torque from the value multiplied by the number of drive wheels of the minimum value among the limit wheel torques of each drive wheel (Operation) In the above configuration, each The torque generated in the drive wheels is calculated, and based on this, the rotational angular acceleration of each drive wheel, and the wheel load, the coefficient of dynamic friction between each drive wheel and the road surface is calculated.
一方、車体速と各駆動輪の車輪速とに基づいて、各駆動
輪のすべり率を算出する。On the other hand, the slip rate of each drive wheel is calculated based on the vehicle speed and the wheel speed of each drive wheel.
そして、各駆動輪の動摩擦係数とすべり率とに基づいて
、各駆動輪の最大動摩擦係数を算出し、これに基づいて
各駆動輪がすべりなく動ける入力可能な限界車輪トルク
を算出する。Then, based on the dynamic friction coefficient and slip rate of each drive wheel, the maximum dynamic friction coefficient of each drive wheel is calculated, and based on this, the limit wheel torque that can be inputted so that each drive wheel can move without slipping is calculated.
そして、各駆動輪の限界車輪トルクの総和、あるいは各
駆動輪の限界車輪トルクのうち最小値の駆動輪数倍の値
より、限界トルクを算出し、この限界トルクを上限値と
して、機関出力制御手段における機関の出力の目標値を
制限する。Then, the limit torque is calculated from the sum of the limit wheel torques of each drive wheel, or the value multiplied by the number of drive wheels of the minimum value among the limit wheel torques of each drive wheel, and the engine output is controlled using this limit torque as the upper limit. Limiting the target value of the output of the engine in the means.
〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be explained in detail below.
先ず、機関出力制御手段について説明するが、本例では
、アクセル操作量と機関回転速度と外部負荷とに基づい
て機関の目標トルクを算出し、この目標トルクに応じて
機関への燃料供給量(燃料噴射量)と吸入空気量(スロ
ットル弁開度)とを制御するようにしている。First, the engine output control means will be explained. In this example, a target torque of the engine is calculated based on the accelerator operation amount, engine rotation speed, and external load, and the fuel supply amount to the engine ( The fuel injection amount) and intake air amount (throttle valve opening) are controlled.
第2図において、機関のクランク角を検出するクランク
角センサl、アクセル操作量(アクセルペダルの踏込み
量)をポテンショメータの出力電圧によって検出するア
クセル開度センサ2、車両のサンベンシランの沈み量を
ポテンショメータの出力電圧によって検出するストロー
クセンサ3、トランスξツシゴン4のギア位W(シフト
位f)を検出するギア位置センサ5が設けられ、これら
センサからの検出信号が、マイクロコンピュータのCP
U6Aに入力される。In Fig. 2, a crank angle sensor 1 detects the crank angle of the engine, an accelerator opening sensor 2 detects the amount of accelerator operation (the amount of depression of the accelerator pedal) by the output voltage of the potentiometer, and a potentiometer detects the amount of sinking of the vehicle's ventilator. A stroke sensor 3 detects the output voltage based on the output voltage, and a gear position sensor 5 detects the gear position W (shift position f) of the transformer 4.
Input to U6A.
CPU6Aは、前記の検出信号に基づいて目標トルクを
演算し、この目標トルクを出力するために必要な燃料噴
射量を、ROM6B上の燃料噴射量テーブル6B、から
続出して、これに相当するパルス幅を有する燃料噴射パ
ルスを機関の吸気通路に設けたインジェクタ7に出力し
、燃料供給量の制御を行う。また、同時に目標トルクを
出力するために必要な吸入空気量を与える目標スロット
ル弁開度をスロットル弁開度テーブル68tから読出し
て、サーボ駆動回路8に出力し、これを介して吸入空気
量の制御を行う。The CPU 6A calculates the target torque based on the detection signal, reads out the fuel injection amount necessary for outputting the target torque from the fuel injection amount table 6B on the ROM 6B, and generates the corresponding pulse. A fuel injection pulse having a width is output to an injector 7 provided in an intake passage of the engine to control the amount of fuel supplied. At the same time, the target throttle valve opening that provides the amount of intake air required to output the target torque is read from the throttle valve opening table 68t, and outputted to the servo drive circuit 8, through which the amount of intake air is controlled. I do.
また、CPU6Aは、クランク角センサ1からのクラン
ク角信号に基づいてイブニラシランコイル13に点火信
号を出力する点火制御を同時に行っている。Further, the CPU 6A simultaneously performs ignition control to output an ignition signal to the Ibnirasilane coil 13 based on the crank angle signal from the crank angle sensor 1.
前記燃料噴射量テーブル6B、は、時々刻々の目標トル
クと機関回転速度とを与えれば目標トルクを発生するの
に必要な燃料噴射量が読出せるように、燃料噴射量(基
本噴射パルス幅)のデータが記憶されており(第5図参
照)、同様に、スロットル弁開度テーブル6B、も、時
々刻々の目標トルクと機関回転速度とを与えれば目標ト
ルクを発生するのに必要な吸入空気量に対応するスロッ
トル弁開度が読出せるように、スロットル弁開度のデー
タが記憶されている。The fuel injection amount table 6B is based on the fuel injection amount (basic injection pulse width) so that the fuel injection amount necessary to generate the target torque can be read by giving the target torque and engine rotational speed from time to time. The data is stored (see Fig. 5), and the throttle valve opening table 6B also shows the amount of intake air necessary to generate the target torque given the momentary target torque and engine rotational speed. Data on the throttle valve opening degree is stored so that the throttle valve opening degree corresponding to the throttle valve opening degree can be read out.
前記サーボ駆動回路8は、機関の吸気通路9に介装され
たスロットル弁lOの開度を検出するスロットルセンサ
11により検出された実際のスロットル弁開度θヨと前
記CPU6Aから入力された目標スロットル弁開度θ。The servo drive circuit 8 operates based on the actual throttle valve opening θ detected by a throttle sensor 11 that detects the opening of a throttle valve IO installed in the intake passage 9 of the engine, and the target throttle input from the CPU 6A. Valve opening degree θ.
との偏差に応じてスロットル弁10に連結されたサーボ
モータ12を正逆転駆動し、スロットル弁lOの開度を
目標値に追従させるようになっている。The servo motor 12 connected to the throttle valve 10 is driven in the forward and reverse directions according to the deviation from the target value, thereby causing the opening degree of the throttle valve lO to follow the target value.
次に前記CPU6Aの制御内容(目標トルク制御)を第
3図及び第4図のフローチャートに従って説明する。Next, the control contents (target torque control) of the CPU 6A will be explained according to the flowcharts of FIGS. 3 and 4.
第3図は、目標トルク、燃料噴射量、目標スロットル弁
開度の各演算を行うルーチンを示し、−定の周期で例え
ば10as毎に実行される。FIG. 3 shows a routine for calculating the target torque, fuel injection amount, and target throttle valve opening, and is executed at a constant cycle, for example, every 10 as.
Plでは、アクセル開度センサ2により検出されるアク
セル開度(操作量)aを読込む。At Pl, the accelerator opening (operation amount) a detected by the accelerator opening sensor 2 is read.
Plでは、クランク角センサ1からのクランク角信号に
基づいて、機関回転速度N、を演算する。At Pl, the engine rotational speed N is calculated based on the crank angle signal from the crank angle sensor 1.
P3では、目標トルクT0を次式に従って演算する。At P3, the target torque T0 is calculated according to the following equation.
To = k 1a k t ” No ””・・
(1)ここで、k+、kgは機関の出力トルクの特性を
決定するパラメータで、k、はアクセル開度対出力トル
クの比例係数、k2は機関回転速度対出力トルクの比例
係数であり、後述するルーチンにより車両の重量とトラ
ンスミツシランのギア比とにより検出される機関の出力
軸に加わる外部負荷に応じて設定される。To = k 1a k t ” No ””...
(1) Here, k+, kg are parameters that determine the characteristics of the engine output torque, k is the proportional coefficient of accelerator opening versus output torque, and k2 is the proportional coefficient of engine rotation speed versus output torque, which will be described later. The routine is set according to the external load applied to the engine's output shaft, which is detected based on the weight of the vehicle and the transmission gear ratio.
この後、P3’ において、目標トルク変更要求フラグ
Fが立っているか否かを判定し、NOの場合はそのまま
P4に進む、YESの場合は、P3″を実行して後、P
4に進むが、P3°“については後に説明する。After this, in P3', it is determined whether or not the target torque change request flag F is set. If NO, proceed to P4 as it is; if YES, execute P3'' and then proceed to P4.
4, and P3°" will be explained later.
P4では、目標トルクT、と機関回転速度N。In P4, target torque T and engine rotation speed N.
とにより、燃料噴射量テーブル6B、から燃料の基本噴
射パルス幅Tpを読出す。ここで、燃料噴射量テーブル
6B、は、第5図に示すように目標トルクT0と機関回
転速度N、とから基本噴射パルス幅T、のデータを読出
すもので、該データは車両に搭載された機関の性能から
定まるデータである。Accordingly, the basic fuel injection pulse width Tp is read from the fuel injection amount table 6B. Here, the fuel injection amount table 6B is used to read data on the basic injection pulse width T from the target torque T0 and the engine rotational speed N, as shown in FIG. This data is determined from the performance of the engine.
P5では、基本噴射パルス幅T、に、機関の運転状態に
応じて定まる各種補正を行って、燃料噴射パルス幅T、
を演算する。ここでの補正は、冷却水温度に応じた増量
、始動時の増量、空燃比のフィードバック補正等である
。At P5, various corrections are made to the basic injection pulse width T, which is determined according to the operating state of the engine, to obtain the fuel injection pulse width T,
Calculate. The corrections here include an increase in amount according to the cooling water temperature, an increase in amount at the time of starting, feedback correction of the air-fuel ratio, etc.
P6では、目標トルクT0と機関回転速度N。At P6, target torque T0 and engine rotation speed N.
とにより、スロットル弁開度テーブル68gから目標ス
ロットル弁開度θ。を続出す、ここで、スロットル弁開
度テーブル68gは、第6図に示すように目標トルクT
0と機関回転速度N、とから目標スロットル弁開度θ。Accordingly, the target throttle valve opening θ is determined from the throttle valve opening table 68g. Here, the throttle valve opening table 68g shows the target torque T as shown in FIG.
0 and the engine rotation speed N, the target throttle valve opening θ is obtained.
を読出すもので、該データは車両に搭載された機関の性
能から定まるデータである。This data is determined from the performance of the engine installed in the vehicle.
P7では、P5で演算した燃料噴射パルス幅T+をCP
U6Aの出力ボートにセットする。In P7, the fuel injection pulse width T+ calculated in P5 is set to CP
Set it to the output port of U6A.
これにより、クランク角センサ1からのクランク角信号
によりトリガされる所定のタイミングで前記T1のパル
ス幅を有する燃料噴射パルスがインジェクタ7に出力さ
れ、T1に相当する量の燃料が機関に噴射供給される。As a result, a fuel injection pulse having a pulse width of T1 is outputted to the injector 7 at a predetermined timing triggered by the crank angle signal from the crank angle sensor 1, and an amount of fuel corresponding to T1 is injected and supplied to the engine. Ru.
P8では、P6で演算した目標スロットル弁開度θ。を
サーボ駆動回路8へ出力する。これにより、スロットル
弁lOは、サーボモータ12に駆動されて目標スロット
ル弁開度θ。に一致するようにフィードバック制御され
る。In P8, the target throttle valve opening θ calculated in P6. is output to the servo drive circuit 8. As a result, the throttle valve lO is driven by the servo motor 12 to reach the target throttle valve opening θ. feedback control to match.
第4図は、第3図のP3の演算に用いる機関の出力トル
ク特性を設定するルーチンを示す、このルーチンは、第
3図の燃料供給制御や吸入空気量制御のルーチンのよう
に常時高速で演算する必要はなく、ギアシフト毎又はマ
イクロコンピュータのバックグラウンドジゴブで実行し
て演算時間の無駄をなくしている。Figure 4 shows a routine for setting the output torque characteristics of the engine used in the calculation of P3 in Figure 3.This routine is always at high speed like the fuel supply control and intake air amount control routines in Figure 3. There is no need for calculation, and it is executed every gear shift or in the background of the microcomputer, eliminating wasted calculation time.
pHでは、ギア位置センサ5により検出されるトランス
ミツシラン4のギア位置を読込む。For pH, the gear position of the transmitsilane 4 detected by the gear position sensor 5 is read.
P12〜P13では、ギア位置(1速〜3速)を判別し
て分岐し、P14〜P16で、それぞれROM6Bに記
憶しである1速のギア比データM1,2速のギア比デー
タM、、3速のギア比データM、を続出し、現在のギア
位置のギア比をレジスタmに記憶する。In P12 to P13, the gear position (1st to 3rd gear) is determined and branched, and in P14 to P16, the 1st gear gear ratio data M1, the 2nd gear gear ratio data M, which are stored in the ROM 6B, are respectively stored. The gear ratio data M of the third speed is successively outputted, and the gear ratio of the current gear position is stored in the register m.
PI3では、ストロークセンサ3により検出されるサス
ペンションの沈みIf (乗車人員や積載物の荷重によ
って生じる)を読込み、車両型fiWを次式に従って演
算する。The PI3 reads the suspension depression If detected by the stroke sensor 3 (generated by the load of passengers and cargo), and calculates the vehicle type fiW according to the following equation.
W=W0−1−1/k ・・・・・・(2)ここで
、Woは予め知られている車体のみの重量、kはサスペ
ンションのバネ定数である。W=W0-1-1/k (2) Here, Wo is the weight of only the vehicle body which is known in advance, and k is the spring constant of the suspension.
PlBでは、車両重量Wとギア比mとから、アクセル開
度対出力トルクの特性を設定する比例係数に1を次式に
より演算する。In PlB, a proportional coefficient of 1 is calculated from the vehicle weight W and the gear ratio m using the following equation, which sets the characteristic of the accelerator opening versus the output torque.
k+ =KI ・w/m −・−(3)PI9では
、車両型1wとギア比mとから、機関回転速度対出力ト
ルクの特性を設定する比例係数に2を次式により演算す
る。k+ = KI ・w/m −・− (3) In PI9, 2 is calculated from the vehicle type 1w and the gear ratio m as a proportionality coefficient that sets the characteristic of engine rotational speed versus output torque using the following equation.
k z = Kg HW/ m” ・・・・−(4)
ここで、K、、に、は予め実験等によって求めておいた
最良の車両の操縦感覚が得られる定数である。k z = Kg HW/m”...-(4)
Here, K, , and are constants that have been determined in advance through experiments or the like and provide the best vehicle handling feeling.
次に本実施例の目標トルク制御の作用を第7図に基づき
従来例と対比して説明する。Next, the operation of the target torque control of this embodiment will be explained based on FIG. 7 in comparison with the conventional example.
第7図は、車両の運動のモデルを示し、機関と駆動系の
動力損失を省略し、最も簡単に表現した図である。この
モデルで、アクセル開度aを変化したときの車体の加速
度αの関係を示すと、次式%式%
ここで、Dは走行抵抗、Sはラプラス演算子、61〜G
1はゲインである。FIG. 7 shows a model of vehicle motion, and is the simplest representation, omitting the power loss of the engine and drive system. In this model, the relationship between the acceleration α of the vehicle body when the accelerator opening degree a is changed is shown by the following formula % formula % where D is running resistance, S is Laplace operator, and 61 to G
1 is the gain.
前記(5)式の右辺の第1項はアクセル開度aに対する
車体の加速度αの応答性を、第2項は走行抵抗りに対す
る車体の加速度αの応答性を示し、これれが車両の操縦
感覚を決定している。The first term on the right side of equation (5) indicates the responsiveness of the vehicle body acceleration α to the accelerator opening a, and the second term indicates the responsiveness of the vehicle body acceleration α to the running resistance. It determines the feeling.
ゲインG1〜G、は、以下のごとく定められる。The gains G1 to G are determined as follows.
G+ = k 1・(m/ R) ・(g / W)
・”・=(6)Gy= =kz ・(m/R)”
・(g/W) =・・・・(7)Gs=g/W
・・・・・・(8)尚、Rはタイ
ヤ有効半径、gは重力加速度である。G+ = k1・(m/R)・(g/W)
・”・=(6)Gy= =kz ・(m/R)”
・(g/W) =...(7) Gs=g/W
(8) In addition, R is the tire effective radius, and g is the gravitational acceleration.
従来例で示すように、アクセル開度に対する実スロツト
ル弁開度の変化の割合を変化すると、(6)式のに、が
変化し、例えばに、を大きくするとゲインG、が大きく
なってアクセル開度aの変化に対する加速度αの変化が
大きくなってパワフルな操縦感覚となる。As shown in the conventional example, when the ratio of the change in the actual throttle valve opening to the accelerator opening is changed, q in equation (6) changes, and for example, when q increases, the gain G increases and the accelerator opening changes. The change in acceleration α increases with respect to the change in degree a, resulting in a powerful steering feeling.
また、Gtが大きいと、微分効果、すなわち変動を増幅
する作用が現れ、操縦性が悪化する。(7)式のG2に
関与するに、は第7図に示すように機関のトルク曲線の
傾斜tanδに相当し、アクセル開度にだけ応じてスロ
ットル弁開度を変化する方法ではに、は機関に固有の特
性値をとり、任意に変化させることはできない。Furthermore, if Gt is large, a differential effect, that is, an effect that amplifies fluctuations, appears, and maneuverability deteriorates. Regarding G2 in equation (7), corresponds to the slope tan δ of the engine torque curve as shown in Fig. 7, and in the method of changing the throttle valve opening depending only on the accelerator opening, the engine It takes a characteristic value specific to , and cannot be changed arbitrarily.
そこで本実施例では、アクセル開度と機関回転速度とに
よって機関の目標トルクを演算する方法によりktの値
を自由に設定できるようにしている。Therefore, in this embodiment, the value of kt can be freely set by a method of calculating the target torque of the engine based on the accelerator opening degree and the engine rotational speed.
車両の操縦感覚を決定するゲインG、、G、は最良のフ
ィーリングを得ることのできる値が存在し、機関特性に
+、kgとギア比mの可変要素により実験的にマツチン
グできる。The gains G, , G, which determine the handling feeling of the vehicle, have values that can provide the best feeling, and can be experimentally matched to the engine characteristics using variable factors such as +, kg, and gear ratio m.
しかし、従来例のようにkI、kgを車両重量Wやギア
比mによって定まる機関に加わる外部負荷に応じて変化
させる手段を持たないと、たとえあるギア比ではマツチ
ングができたとしても、ギアチェンジをすると最良のG
+ 、Gtから外れてフィーリングが悪化する0例えば
、低速ギア(mが大)のときは、(7)式のようにmの
2乗に比例してG2が大きくなり、ガクガクした悪い操
縦性になるのはよく発生する現象である。同様に車両重
量WもG、、G、に影響してくる。However, unless there is a means to change kI and kg according to the external load applied to the engine determined by the vehicle weight W and gear ratio m, as in the conventional example, even if matching is possible at a certain gear ratio, the gear change will not be possible. The best G when
+, the feeling deteriorates as it deviates from Gt0 For example, when in a low gear (m is large), G2 increases in proportion to the square of m as shown in equation (7), resulting in jerky and poor maneuverability. This is a phenomenon that often occurs. Similarly, the vehicle weight W also affects G,,G,.
今、ギア比mo、車両重量W6で、kI、kgの最良の
値に1゜、 kg。を実験的に求めたとすると、次式
の関係が成立する。Now, with gear ratio mo and vehicle weight W6, the best value of kI and kg is 1°, kg. Assuming that is obtained experimentally, the following relationship holds true.
G+ =に+o・ (mo/R)’ (g/We)
”−(9)G2 =kto・ (me/R)2・ (
g/We) −Qωギア比m、車両重量Wに変化した
とき、(6)式及び(7)弐において、
kI =に+o・ (me/wo)−W/m=に+
−W/m ・−・・・−(ll)kt =に*o・
(mo”/Wo) ・ (W/m”)−に2 ・W/
m”・・・・・・面
として、kI 、kgO値をmとWとに応じて設定する
と、ゲインG、、G、を常に(9)、 GO)式に示す
最良の値とすることができる。G+ = ni+o・ (mo/R)' (g/We)
”-(9)G2 =kto・(me/R)2・(
g/We) -Qω When the gear ratio m and vehicle weight W change, in equations (6) and (7) 2, kI = +o. (me/wo) - W/m = +
−W/m ・−・・−(ll)kt =ni*o・
(mo”/Wo) ・(W/m”)-2 ・W/
If the kI and kgO values are set according to m and W, the gains G, , G, can always be set to the best value shown in equation (9), GO). can.
尚、本実施例では、常に目標トルクに基づいて燃料供給
量と吸入空気量とを総括して制御している。これは、必
要な燃料と空気とを相互の遅れなく供給して、目標トル
クに制御し、良好な車両の操縦性を実現する用途に適し
た良好な制御性能を得るためである。In this embodiment, the fuel supply amount and the intake air amount are always controlled collectively based on the target torque. This is to supply the necessary fuel and air without any delay between each other, control the target torque, and obtain good control performance suitable for use in achieving good vehicle maneuverability.
また、本実施例では、目標トルクに応じた吸入空気量の
制御のため、目標スロットル弁開度θ。Furthermore, in this embodiment, the target throttle valve opening degree θ is used to control the intake air amount according to the target torque.
をサーボ駆動回路8に出力しているが、他の方法、例え
ば目標スロットル弁開度θ。に応じた吸入負圧を目標値
として出力し、吸入負圧が目標値となるようにサーボ機
構を作動させる方法としてもよい。is output to the servo drive circuit 8, but other methods, for example, the target throttle valve opening θ. It is also possible to output suction negative pressure according to the target value as a target value and operate a servo mechanism so that the suction negative pressure reaches the target value.
次に、本発明に係る限界トルク制御について説明する。Next, limit torque control according to the present invention will be explained.
尚、本例は4WDとし、従って駆動輪は4輪である。Note that this example uses 4WD, so there are four driving wheels.
かかる限界トルク制御のため、第2図に示すように、車
輪速検出手段としての車輪速センサ14、車輪荷重検出
手段としての車輪荷重センサ15及び車体速検出手段と
しての車体速センサ16が設けられている。For such limit torque control, as shown in FIG. 2, a wheel speed sensor 14 as a wheel speed detection means, a wheel load sensor 15 as a wheel load detection means, and a vehicle speed sensor 16 as a vehicle speed detection means are provided. ing.
車輪速センサ14は、例えば歯付ロータに相対させた1
i磁ピツクアツプからなり、各駆動輪に設けられて、車
輪速VFII VFL、 Vlll、 VRLを
検出する。The wheel speed sensor 14 is, for example, a sensor mounted opposite to a toothed rotor.
It consists of an i-magnetic pickup and is installed on each drive wheel to detect wheel speeds VFII, VFL, Vlll, and VRL.
車輪荷重センサ15は、各駆動輪に設けられて、車輪荷
重W F I I W F t 、 W * * +
W * t、を検出する。The wheel load sensor 15 is provided at each drive wheel and measures the wheel load W F I I W F t , W * * +
Detect W*t.
車体速センサ16は、超音波等を利用して車体速Vを検
出する。The vehicle speed sensor 16 detects the vehicle speed V using ultrasonic waves or the like.
これらの情報から、第8図のフローチャートに従って制
御を行う。From this information, control is performed according to the flowchart in FIG.
P21では、車輪速センサ14により検出される車輪速
Vij(i=R,P j=R,L) 、車輪荷重センサ
15により検出される車輪荷重W i j 、車体速セ
ンサ16により検出される車体速Vを読込む。At P21, the wheel speed Vij (i=R, P j=R, L) detected by the wheel speed sensor 14, the wheel load Wij detected by the wheel load sensor 15, and the vehicle body detected by the vehicle body speed sensor 16. Read speed V.
P22では、各駆動輪の車輪速Vijに基づいて各駆動
輪の回転角加速度Δωijを算出する。この部分が回転
角加速度算出手段に相当する。In P22, the rotational angular acceleration Δωij of each drive wheel is calculated based on the wheel speed Vij of each drive wheel. This part corresponds to the rotational angular acceleration calculation means.
P23では、発進時もしくは機関の発生トルクが充分小
さいとき、第9図に示すような機関から車輪軸までの物
理モデルを用いて、トルクの分配・結合を計算し、機関
の目標トルクT、に基づいて各駆動輪に発生するトルク
Tijを算出する。この部分が車輪トルク算出手段に相
当する。In P23, when starting or when the torque generated by the engine is sufficiently small, the distribution and combination of torque is calculated using a physical model from the engine to the wheel axle as shown in Figure 9, and the target torque T of the engine is calculated. Based on this, the torque Tij generated at each drive wheel is calculated. This part corresponds to the wheel torque calculation means.
P24では、各駆動輪のトルクTijと回転角加速度Δ
ωijと車輪荷重Wijとに基づいて、各駆動輪と路面
との動摩擦係数μijを算出する。この部分が動摩擦係
数算出手段に相当する。In P24, the torque Tij and rotational angular acceleration Δ of each drive wheel are
Based on ωij and wheel load Wij, a dynamic friction coefficient μij between each drive wheel and the road surface is calculated. This part corresponds to the dynamic friction coefficient calculation means.
すなわち、タイヤの理想的な半径(たるまないものとし
て)をrとし、回転中心回りの慣性モーメントIijと
した場合、
1ij・Δω1j=Tij−、czij−Wij−r
・−・a311が考えられる。That is, if the ideal radius of the tire (assuming it does not sag) is r and the moment of inertia around the center of rotation is Iij, then 1ij・Δω1j=Tij−, czij−Wij−r
...a311 is possible.
この関係より、
μij= (Tij −1ij ・Δa+ij) /
(Wij−r )−04Jとなり、トルクTijと回転
角加速度Δωijと車輪荷重W i jとから、動摩擦
係数μijを算出できる。From this relationship, μij= (Tij −1ij ・Δa+ij) /
(Wij-r)-04J, and the dynamic friction coefficient μij can be calculated from the torque Tij, the rotational angular acceleration Δωij, and the wheel load Wij.
P25では、車体速Vと各駆動輪の車輪速Vijとに基
づいて、各駆動輪のすべり率Sijを算出する。In P25, the slip rate Sij of each drive wheel is calculated based on the vehicle body speed V and the wheel speed Vij of each drive wheel.
この部分がすべり率算出手段に相当する。This part corresponds to the slip rate calculation means.
P26では、このときの各駆動輪のすべり率Sijより
、すべり率Sijと動摩擦係数μijから第10図に示
すような関係により、例えばすべり率が10%付近で、
最大動摩擦係数μjjsA□をもつものとして、各輪の
最大動摩擦係数μlj、4axを推定する。In P26, from the slip rate Sij of each drive wheel at this time, based on the relationship shown in FIG. 10 from the slip rate Sij and the dynamic friction coefficient μij, for example, when the slip rate is around 10%,
Assuming that it has a maximum dynamic friction coefficient μjjsA□, the maximum dynamic friction coefficient μlj,4ax of each wheel is estimated.
この部分が最大動摩擦係数算出手段に相当する。This part corresponds to the maximum dynamic friction coefficient calculation means.
P27では、各駆動輪の最大動摩擦係数μijwAによ
り、C31式により、T 1jxaxを算出する。ここ
で、各車駆動輪毎のすべる限界の発生トルクが算出され
たことになる。この部分が限界車輪トルク算出手段に相
当する。In P27, T 1jxax is calculated using the C31 formula using the maximum dynamic friction coefficient μijwA of each drive wheel. Here, the generated torque at the slip limit for each drive wheel of each vehicle has been calculated. This part corresponds to the limit wheel torque calculation means.
P2Oでは、4輪分の限界車輪トルクの総和ΣT!L+
axを算出し、これを機関の限界トルクTMAX=ΣT
ij、(A、とする。In P2O, the total limit wheel torque for four wheels ΣT! L+
ax, and calculate this as engine limit torque TMAX=ΣT
Let ij, (A,
あるいは、4輪分の限界車輪トルクTij、4Bのうち
最小(l M I N (T iL+ax )を駆動輪
数(4)倍し、これを限界トルクTMay=4・MIN
(T1L+ax )とする。かかる方式は、最大動摩擦
係数μfjxaxの推定の精度があまり正確でない場合
に有効である。Alternatively, the minimum (l MIN (T iL + ax )) of the limit wheel torque Tij, 4B for four wheels is multiplied by the number of driven wheels (4), and this is calculated as the limit torque TMay=4・MIN
(T1L+ax). Such a method is effective when the estimation accuracy of the maximum dynamic friction coefficient μfjxax is not very accurate.
この部分が限界トルク算出手段に相当する。This part corresponds to the limit torque calculation means.
P29では、現在の目標トルクT0を読込んで、限界ト
ルクT、□と比較する。In P29, the current target torque T0 is read and compared with the limit torque T, □.
ここで、T0≦T□えの場合は、P2Oへ進んで目標ト
ルク変更要求フラグFをリセットする。この場合は、第
3図のルーチンのP3で演算された目標トルクToがそ
のまま目標トルりとなる。Here, if T0□, the process proceeds to P2O and the target torque change request flag F is reset. In this case, the target torque To calculated in P3 of the routine of FIG. 3 becomes the target torque as it is.
しかし、To >7□8の場合は、P31へ進んで目標
トルク変更要求フラグFをセットする。However, if To>7□8, the process proceeds to P31 and sets the target torque change request flag F.
このようにして目標トルク変更要求フラグFがセットさ
れると、第3図のルーチンのP3°での判定で、P3゛
へ進み、限界トルクTNAXを目標トルクT0とする。When the target torque change request flag F is set in this way, the routine proceeds to P3' according to the determination at P3° in the routine of FIG. 3, and the limit torque TNAX is set as the target torque T0.
すなわち、P3での演算によるToの要求を無視し、T
□8を目標トルクT0と読み替えて、制御してゆく。That is, ignoring the request for To due to the operation in P3,
Control is performed by reading □8 as target torque T0.
従って、第8図のP29. P2O及び第3図のP3
’P3”の部分が出力制限手段に相当する。Therefore, P29 in FIG. P2O and P3 in Figure 3
The part 'P3' corresponds to the output limiting means.
〈発明の効果〉
以上説明したように本発明によれば、各駆動輪のスリッ
プ限界に基づいて機関の限界トルクを算出し、機関の出
力の制御に際して目標値を制限するようにしたため、ト
ラクションシステム等が不要で、かつ発進時にスリップ
等なく発進できるという効果が得られる。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the limit torque of the engine is calculated based on the slip limit of each drive wheel, and the target value is limited when controlling the output of the engine, so that the traction system etc., and it is possible to start without slipping when starting.
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第3図及び第4図
は目標トルク制御のフローチャート、第5図は同上制御
に使用される燃料噴射量テーブルを示す線図、第6図は
同上制御に使用されるスロットル弁開度テーブルを示す
線図、第7図は同上制御における制御ブロック図、第8
図は駆動摩擦係数算出のための図である。
2・・・アクセル開度センサ 6A・・・CPU7・
・・インジェクタ 10・・・スロットル弁 12
・・・サーボモータ
14・・・車輪速センサ
15・・・車輪
荷重センサ
エ6・・・車体速センサFig. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention, Fig. 2 is a system diagram showing an embodiment of the invention, Figs. 3 and 4 are flowcharts of target torque control, and Fig. 5 is a flowchart of the above control. 6 is a diagram showing the fuel injection amount table used, FIG. 6 is a diagram showing the throttle valve opening table used in the above control, FIG. 7 is a control block diagram in the same control, and FIG.
The figure is a diagram for calculating the driving friction coefficient. 2...Accelerator opening sensor 6A...CPU7.
...Injector 10...Throttle valve 12
... Servo motor 14 ... Wheel speed sensor 15 ... Wheel load sensor 6 ... Vehicle speed sensor
Claims (2)
を備える車両用内燃機関の制御装置において、 機関の発生トルクに基づいて各駆動輪に発生するトルク
を算出する車輪トルク算出手段と、各駆動輪の車輪速を
検出する車輪速検出手段と、前記各駆動輪の車輪速に基
づいて各駆動輪の回転角加速度を算出する回転角加速度
算出手段と、各駆動輪に加わる車輪荷重を検出する車輪
荷重検出手段と、 前記各駆動輪のトルクと回転角加速度と車輪荷重とに基
づいて各駆動輪と路面との動摩擦係数を算出する動摩擦
係数算出手段と、 車体速を検出する車体速検出手段と、 前記車体速と前記各駆動輪の車輪速とに基づいて各駆動
輪のすべり率を算出するすべり率算出手段と、 前記各駆動輪の動摩擦係数とすべり率とに基づいて各駆
動輪の最大動摩擦係数を算出する最大動摩擦係数算出手
段と、 前記各駆動輪の最大動摩擦係数に基づいて各駆動輪がす
べりなく動ける入力可能な限界車輪トルクを算出する限
界車輪トルク算出手段と、 前記各駆動輪の限界車輪トルクの総和より限界トルクを
算出する限界トルク算出手段と、 前記限界トルクを上限値として前記機関出力制御手段に
おける機関の出力の目標値を制限する出力制限手段と、 を設けたことを特徴とする車両用内燃機関の制御装置。(1) A control device for a vehicle internal combustion engine comprising an engine output control means for controlling the output of the engine to a target value, comprising: a wheel torque calculation means for calculating the torque generated at each drive wheel based on the torque generated by the engine; wheel speed detection means for detecting the wheel speed of each drive wheel; rotational angular acceleration calculation means for calculating the rotational angular acceleration of each drive wheel based on the wheel speed of each drive wheel; wheel load detection means for detecting; dynamic friction coefficient calculation means for calculating a dynamic friction coefficient between each drive wheel and the road surface based on the torque, rotational angular acceleration, and wheel load of each drive wheel; and a vehicle body speed for detecting vehicle body speed. a detection means; a slip rate calculation means for calculating a slip rate of each drive wheel based on the vehicle body speed and a wheel speed of each drive wheel; Maximum dynamic friction coefficient calculation means for calculating the maximum dynamic friction coefficient of the wheels; Limit wheel torque calculation means for calculating the limit wheel torque that can be inputted so that each driving wheel can move without slipping based on the maximum dynamic friction coefficient of each driving wheel; limit torque calculation means for calculating a limit torque from the sum of limit wheel torques of each driving wheel; and output limiting means for limiting a target value of the engine output in the engine output control means using the limit torque as an upper limit value. A control device for a vehicle internal combustion engine, characterized in that:
の限界車輪トルクのうち最小値の駆動輪数倍の値より限
界トルクを算出する限界トルク算出手段を設けたことを
特徴とする請求項1記載の車両用内燃機関の制御装置。(2) A claim characterized in that, in place of the limit torque calculation means, limit torque calculation means is provided for calculating the limit torque from a value multiplied by the number of driving wheels of the minimum value among the limit wheel torques of each of the drive wheels. 2. The control device for a vehicle internal combustion engine according to item 1.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32132389A JPH03182650A (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Control device of internal combustion engine for vehicle |
| DE4039517A DE4039517C2 (en) | 1989-12-11 | 1990-12-11 | Control system for controlling the distribution of drive torque from a vehicle engine to driven wheels |
| US07/626,056 US5163530A (en) | 1989-12-11 | 1990-12-11 | Control system for controlling driving torque delivered for driven wheels |
| DE4042581A DE4042581B4 (en) | 1989-12-11 | 1990-12-11 | Control for system for torque applied to driven wheels - adjusts engine output torque in direction of target value derived from measure of accelerator pedal operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32132389A JPH03182650A (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Control device of internal combustion engine for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03182650A true JPH03182650A (en) | 1991-08-08 |
Family
ID=18131310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32132389A Pending JPH03182650A (en) | 1989-12-11 | 1989-12-13 | Control device of internal combustion engine for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03182650A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017592A1 (en) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Combustion state judgement method of internal combustion engine, and method and apparatus for controlling combustion state of internal combustion engine |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP32132389A patent/JPH03182650A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017592A1 (en) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Combustion state judgement method of internal combustion engine, and method and apparatus for controlling combustion state of internal combustion engine |
| US5687692A (en) * | 1993-12-21 | 1997-11-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Combustion state determination method of internal combustion engine, as well as combustion state control method and combustion state control system for internal combustion engine |
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