发动机的控制装置技术领域
本发明涉及发动机的控制装置,尤其涉及基于车辆的运转状态控制发动机的发动
机的控制装置。
背景技术
以往,已知有在因打滑等导致车辆行动不稳定时,向安全方向控制车辆行动的装
置(侧滑防止装置等)。具体而言,已知有在车辆转弯时等,检测出车辆产生转向不足或转向
过度的行动,则对车轮施与适当的减速度以抑制这些行动的装置。
另一方面,与上述车辆行动变得不稳定的行驶状态中用于改善安全性的控制不
同,为使处于通常行驶状态的车辆转弯时驾驶员的一系列操作(制动、转向切入、加速、及转
向回正等)变得自然且稳定,已知有转弯时调节减速度并调节施加于作为转向轮的前轮上
的荷重的车辆运行控制装置(例如,参照专利文献1)。
此外,还提出以下车辆用行动控制装置(例如,参照专利文献2):根据与驾驶员的
转向操作对应的横摆角速度(yaw rate)关联量(例如横摆加速度),降低车辆的驱动力,以
此在驾驶员开始转向操作时使车辆迅速产生减速度,从而迅速向作为转向轮的前轮施加足
够的荷重。根据该车辆用行动控制装置,通过在转向操作开始时迅速向前轮施加荷重,以此
增加前轮和路面间的摩擦力,增大前轮的转弯力,因此可改善曲线进入初期中的车辆的入
弯性(turn-in ability),改善转向切入操作的响应性。借助于此,实现驾驶员所设想的车
辆行动。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2011-88576号公报;
专利文献2:日本特开2014-166014号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
不过,作为用于减轻驾驶员的运转负担的运转支援装置的一种,已知有使自身车辆对
先行车辆进行追随行驶的追随行驶控制装置。该追随行驶控制装置执行驱动力的控制,以
使车辆加减速从而保持先行车辆和自身车辆的车间距离恒定;
又,专利文献2记载的车辆用行动控制装置中,为正确实现驾驶员所设想的车辆行动,
执行根据转向操作而迅速降低车辆的驱动力的控制;
这些追随行驶控制装置执行的驱动力的控制、和专利文献2记载的车辆用行动控制装
置执行的与转向操作相应的驱动力的控制彼此竞争,因此无法妥当地执行与驾驶员的转向
操作相对的车辆的驱动力控制,无法迅速地对前轮施加荷重从而无法充分增大前轮的转弯
力,进而无法相对于转向切入操作确保足够的响应性。因此,无法正确实现驾驶员所设想的
车辆行动。
本发明为解决上述技术问题而形成,目的在于提供一种能以如下方式控制发动机
的发动机的控制装置:与其他驱动力控制适当协调的同时,正确实现驾驶员所设想的车辆
行动。
解决问题的手段:
为实现所述的目的,本发明的发动机的控制装置是基于车辆的运转状态控制发动机的
发动机的控制装置;具有:基于加速器踏板的操作状态设定车辆的目标加速度,基于该车辆
的目标加速度决定基本目标转矩的基本目标转矩决定部;基于加速器踏板的操作以外的车
辆的运转状态判定是否存在降低发动机转矩要求的转矩降低要求判定部;作出转矩降低要
求判定时,决定与车辆的运转状态相对应的发动机转矩减少量的转矩减少量决定部;作出
转矩降低要求判定时,将从基本目标转矩上减去发动机转矩减少量得到的发动机转矩作为
最终目标转矩的最终目标转矩决定部;和以输出最终目标转矩的形式控制发动机的发动机
控制部;
如此构成的本发明中,最终目标转矩决定部基于:基于车辆的目标加速度决定的基本
目标转矩和基于加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态决定的发动机转矩减少量,决定
最终目标转矩;发动机控制部以输出该最终目标转矩的形式控制发动机,因此与基于何种
运转操作或其他驱动力控制决定基本目标转矩无关,可将转矩减少量的变化反映成最终目
标转矩,借助于此,能以相对于加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态以较高的响应性
获得发动机转矩减少量的形式控制发动机,从而能够讯速地在前轮上施加荷重,能够与其
他驱动力控制适当协调的同时,正确实现驾驶员所设想的车辆行动。
又,本发明中优选为,发动机的控制装置具备执行控制车速的追随控制以追随前
方车辆,并在该追随控制时设定车辆的目标加速度的追随行驶控制部,基本目标转矩决定
部基于在追随控制时追随行驶控制部设定的车辆的目标加速度决定基本目标转矩,最终目
标转矩决定部在作出转矩降低要求判定时,即使在追随控制中也将在追随控制时的基本目
标转矩上减去发动机转矩减少量而得到的发动机转矩作为最终目标转矩;
如此构成的本发明中,基本目标转矩决定部基于追随行驶控制部设定的目标加速度决
定基本目标转矩,但最终目标转矩决定部基于该基本目标转矩、和由加速器踏板的操作以
外的车辆的运转状态决定的发动机转矩减少量,而决定最终目标转矩,发动机控制部以输
入最终目标转矩的形式控制发动机,因此即使追随行驶控制部执行追随控制时,也能正确
实现驾驶员所设想的车辆行动。
又,本发明中优选为,转矩减少量决定部根据车辆的转向操作决定发动机转矩减
少量;
如此构成的本发明中,可将基于转向操作决定的发动机转矩减少量的时间变化反映为
最终目标转矩的时间变化,借助于此,与驾驶员的转向操作相应的减速度迅速附加于车辆
从而向前轮施加荷重,通过使转弯力迅速增大以改善转向操作所对应的响应性,能够以与
其他驱动力控制适当协调的同时正确实现驾驶员所设想的车辆行动的形式,控制发动机。
又,本发明中优选为,转矩减少量决定部具有:基于由车辆的转向操作产生的转向
角而计算转向速度的转向速度算出部;和基于转向速度算出部算出的转向速度而得到目标
附加减速度的目标附加减速度取得部,该目标附加减速度随转向速度增大而增大,且该增
大量的增加比例变小;根据目标附加减速度取得部中得到的目标附加减速度,决定发动机
转矩减少量;
如此构成的本发明中,仅在转向变化的瞬间进行发动机转矩降低,因此即使追随行驶
时也不会有减速感等的违和感,可使车辆平稳移动。尤其是追随行驶中,当前方车辆急剧减
速时进行变道而避免冲撞的情况下,变道平稳,因此在追随行驶时应用本转矩降低控制亦
是有效的。
发明效果:
根据本发明的发动机的控制装置,能够以与其他驱动力控制适当协调的同时正确实现
驾驶员所设想的车辆行动的形式,控制发动机。
附图说明
图1是根据本发明实施形态的发动机的控制装置所适用的发动机系统的概略结构
图;
图2是示出根据本发明实施形态的发动机的控制装置的电气结构的框图;
图3是根据本发明实施形态的发动机的控制装置控制发动机的发动机控制处理的流程
图;
图4是根据本发明实施形态的发动机的控制装置决定转矩减少量的转矩减少量决定处
理的流程图;
图5是示出根据本发明实施形态的发动机的控制装置决定的目标附加减速度和转向速
度的关系的映射图(map);
图6是对多种空气量及多种发动机转速规定了点火时期和图示转矩的关系的点火提前
映射图;
图7是示出装载了根据本发明实施形态的发动机的控制装置的车辆进行转弯时,与发
动机的控制装置执行的发动机控制相关的参数的时间变化的线图;其中
图7(a)是概略示出右转弯车辆的俯视图;
图7(b)是示出如图7(a)所示右转弯车辆的转向角的变化的线图;
图7(c)是示出如图7(b)所示右转弯车辆的转向速度的变化的线图;
图7(d)是示出基于图7(c)所示的转向速度决定的附加减速度的变化的线图;
图7(e)是示出基于图7(d)所示的附加减速度决定的转矩减少量的变化的线图;
图7(f)是示出由转矩变化过滤器进行平滑化前后的基本目标转矩的变化的线图;
图7(g)是示出基于基本目标转矩和转矩减少量决定的最终目标转矩的变化的线图;
图7(h)是示出基于最终目标转矩决定的目标空气量和实际的空气量的变化的线图;
图7(i)是将基本点火时期作为基准表示基于最终目标转矩和实际的空气量决定的转
矩减少点火时期的线图;
图7(j)是示出如图7(h)及图7(i)所示执行吸入空气量和点火时期的控制时车辆发生
的横摆角速度(实际横摆角速度)的变化、以及不执行基于转矩减少量决定部决定的转矩减
少量的空气量和点火时期的控制时的实际横摆角速度的变化的线图;
符号说明:
1 进气通路;
5 节流阀;
10 发动机;
13 燃料喷射阀;
14 火花塞;
18 可变进气门机构;
25 排气通路;
30 加速器开度传感器;
39 车速传感器;
50 PCM;
51 基本目标转矩决定部;
53 转矩减少量决定部;
55 最终目标转矩决定部;
57 转矩变化过滤器;
59 发动机控制部;
60 追随行驶控制装置;
100 发动机系统。
具体实施方式
以下,参照附图说明根据本发明实施形态的发动机的控制装置。
首先,通过图1及图2说明根据本发明实施形态的发动机的控制装置所适用的发动
机系统。图1是根据本发明实施形态的发动机的控制装置所适用的发动机系统的概略结构
图;图2是示出根据本发明实施形态的发动机的控制装置的电气结构的框图。
如图1及图2所示,发动机系统100主要具有:从外部导入的进气(空气)通过的进气
通路1;使该进气通路1供给的进气和后述燃料喷射阀13供给的燃料的混合气燃烧从而产生
车辆动力的发动机10(具体为汽油发动机);排出该发动机10内燃烧产生的排气气体的排气
通路25;检测与发动机系统100相关的各种状态的传感器30~39;和控制发动机系统100整
体的PCM50(发动机的控制装置)。
进气通路1上,从上游侧依次设置有:净化从外部导入的进气的空气滤清器3;调节
通过的进气的量(吸入空气量)的节流阀5;和暂时储存供给至发动机10的进气的缓冲罐7。
发动机10主要具有:将进气通路1供给的进气导入至燃烧室11内的进气门12;向燃
烧室11喷射燃料的燃料喷射阀13;对供给至燃烧室11内的进气和燃料的混合气进行点火的
火花塞14;通过燃烧室11内的混合气的燃烧进行往复运行的活塞15;通过活塞15的往复运
行而旋转的曲轴16;和将燃烧室11内的混合气的燃烧所产生的排气气体排出至排气通路25
的排气门17。
又,发动机10形成为如下结构:进气门12及排气门17的动作正时(相当于气门的相
位)分别借助作为可变气门正时机构(Variable Valve Timing Mechanism)的可变进气门
机构18及可变排气门机构19而改变。作为可变进气门机构18及可变排气门机构19,可适用
公知的各种形式,例如可使用形成为电磁式或油压式结构的机构来改变进气门12及排气门
17的动作正时。
排气通路25上主要设置有例如NOx催化器或三元催化器或氧化催化器等具有排气
气体的净化功能的排气净化催化器26a、26b。以下不区分使用排气净化催化器26a、26b时,
简写为“排气净化催化器26”。
又,发动机系统100上设置有检测与该发动机系统100相关的各种状态的传感器30
~39。这些传感器30~39具体如下。加速器开度传感器30检测作为加速器踏板开度(相当于
驾驶员踩踏加速器踏板的量)的加速器开度。空气流量传感器31检测相当于通过进气通路1
的进气流量的吸入空气量。节流阀开度传感器32检测作为节流阀5开度的节流阀开度。压力
传感器33检测相当于供给至发动机10的进气压力的进气歧管压(进气歧管的压力)。曲轴角
传感器34检测曲轴16的曲轴角。水温传感器35检测作为冷却发动机10的冷却水温度的水
温。温度传感器36检测作为发动机10的汽缸内温度的缸内温度。凸轮角传感器37、38分别检
测进气门12及排气门17包含闭阀时期的动作正时。车速传感器39检测车辆的速度(车速)。
转向角传感器40检测方向盘的旋转角度。这些各种传感器30~40分别向PCM50输出与检测
到的参数相对应的检测信号S130~S140。
PCM50基于从上述各种传感器30~40输入的检测信号S130~S140,执行对发动机
系统100内结构要件的控制。具体而言,如图2所示,PCM50将控制信号S105供给至节流阀5,
从而控制节流阀5的开闭时期或节流阀开度,将控制信号S113供给至燃料喷射阀13,从而控
制燃料喷射量或燃料喷射正时,将控制信号S114供给至火花塞14,从而控制点火时期,分别
将控制信号S118、S119供给至可变进气门机构18及可变排气门机构19,从而控制进气门12
及排气门17的动作正时。
又,从追随行驶控制装置60(车速控制装置)向PCM50输入与自身车辆追随行驶先
行车辆的目标加减速度相对应的控制信号S160。具体而言,追随行驶控制装置60设定目标
加减速度,该目标加减速度是指,通过例如毫米波雷达和近红外线激光雷达检测与车辆前
方行驶的先行车辆之间的车间距离,并以将与先行车辆之间的车间距离保持为预先设定的
设定车间距离的形式、控制车速的目标加减速度。又,没有先行车辆时,设定将自身车辆的
车速保持为预先设定的设定车速所需的目标加减速度。然后将设定的目标加减速度的控制
信号S160输出至PCM50。
又,PCM50具有:基于包括加速器踏板的操作的车辆的运转状态决定基本目标转矩
的基本目标转矩决定部51;基于不包括加速器踏板的操作的车辆的运转状态决定转矩减少
量的转矩减少量决定部53;基于基本目标转矩和转矩减少量决定最终目标转矩的最终目标
转矩决定部55;使最终目标转矩的时间变化平滑化的转矩变化过滤器57;和以输出最终目
标转矩的形式控制发动机10的发动机控制部59;
这些PCM50的各结构要件由计算机构成,该计算机具备:CPU、在该CPU上解释执行的各
种程序(包括OS等基本控制程序和在OS上起动并实现特定功能的应用程序等)、及用于存储
程序和各种数据的如ROM或RAM这样的内部存储器。
接着,通过图3至图6说明发动机的控制装置所进行的处理;
图3是根据本发明实施形态的发动机的控制装置控制发动机10的发动机控制处理的流
程图,图4是根据本发明实施形态的发动机的控制装置决定转矩减少量的转矩减少量决定
处理的流程图,图5是示出根据本发明实施形态的发动机的控制装置决定的目标附加减速
度和转向速度的关系的映射图,图6是规定了多种空气量及多种发动机转速下的点火时期
和图示转矩的关系的点火提前映射图。
图3的发动机控制处理在车辆的点火器打开且电源被输入至发动机的控制装置时
起动,并重复实行;
发动机控制处理开始时,如图3所示,步骤S1中,PCM50获取车辆的运转状态。具体而言,
PCM50获取以下信号作为运转状态:包含加速器开度传感器30检测出的加速器开度、车速传
感器39检测出的车速、转向角传感器40检测出的转向角、和车辆变速器当前设定的齿轮档
等上述各种传感器30~40输出的检测信号S130~S140、以及、追随行驶控制装置60输出的
目标加减速度的控制信号S160等。
接着,步骤S2中,PCM50的基本目标转矩决定部51基于步骤S1中得到的包括加速器
踏板操作的车辆的运转状态,设定目标加速度。具体而言,基本目标转矩决定部51在追随行
驶控制装置60的追随行驶控制未执行时,从根据各种车速及各种齿轮档而规定的加速度特
性映射图(预先制作并存储于存储器等)中,选择与当前车速及齿轮档对应的加速度特性映
射图,参照选择的加速度特性映射图决定与当前的加速器开度对应的目标加速度。又,追随
行驶控制装置60的追随行驶控制执行时,将由追随行驶控制装置60输入的控制信号S160指
定的目标加减速度决定为目标加速度。
接着,步骤S3中,基本目标转矩决定部51决定用于实现步骤S2中决定的目标加速
度的发动机10的基本目标转矩。此时,基本目标转矩决定部51基于当前的车速、齿轮档、路
面倾斜、路面μ(路面摩擦系数)等,在发动机10可输出的转矩范围内决定基本目标转矩。
接着,步骤S4中,转矩变化过滤器57将步骤S3中决定的基本目标转矩的时间变化
平滑化。作为该平滑化的具体方法,可采用已知的各种方法(例如,将基本目标转矩的变化
率限制在阈值以下、或算出基本目标转矩的时间变化的移动平均等)。
又,与步骤S2~S4的处理同时进行的步骤S5中,转矩减少量决定部53基于加速器
踏板的操作以外的车辆的运转状态,执行用于决定转矩减少量的转矩减少量决定处理。参
照图4说明该转矩减少量决定处理。
如图4所示,转矩减少量决定处理开始时,步骤S21中,转矩减少量决定部53判断步
骤S1中获取的转向角的绝对值是否在增大。其结果是,若转向角的绝对值在增大,则进入步
骤S22,转矩减少量决定部53基于步骤S1中获取的转向角算出转向速度。
接着,步骤S23中,转矩减少量决定部53判断转向速度的绝对值是否在减少;
其结果是,转向速度的绝对值未减少时,即转向速度的绝对值在增大或转向速度的绝
对值未变化时,进入步骤S24,转矩减少量决定部53基于转向速度得到目标附加减速度。该
目标附加减速度是为了正确实现驾驶员所设想的车辆行动,而根据转向操作应向车辆附加
的减速度。
具体而言,转矩减少量决定部53,基于图5的映射图所示的目标附加减速度和转向
速度的关系,取得与步骤S22中算出的转向速度相对应的目标附加减速度;
图5中的横轴表示转向速度,纵轴表示目标附加减速度。如图5所示,转向速度小于阈值
Ts(例如10deg/s)时,对应的标附加减速度为0。即,转向速度小于阈值Ts时,不执行根据转
向操作向车辆附加减速度的控制;
另一方面,转向速度为阈值Ts以上时,随着转向速度增大,与该转向速度对应的目标附
加减速度逐渐接近规定的上限值Dmax(例如1m/s2)。即,转向速度越增大目标附加减速度越
增大,且其增大量的增加比例变小。
接着,步骤S25中,转矩减少量决定部53在附加减速度的增大率为阈值Rmax(例如
0.5m/s3)以下的范围内决定本次处理中的附加减速度;
具体而言,转矩减少量决定部53在从前次处理中决定的附加减速度至本次处理的步骤
S24中决定的目标附加减速度的增大率为Rmax以下时,将步骤S24中决定的目标附加减速度
决定为本次处理中的附加减速度;
另一方面,从前次处理中决定的附加减速度至本次处理的步骤S24中决定的目标附加
减速度的变化率大于Rmax时,转矩减少量决定部53将前次处理中决定的附加减速度至本次
处理时为止由增大率Rmax增大的值决定为本次处理中的附加减速度。
又,步骤S23中,转向速度的绝对值减少时,进入步骤S26,转矩减少量决定部53将
前次处理中决定的附加减速度决定为本次处理中的附加减速度。即,转向速度的绝对值减
少时,保持转向速度最大时的附加减速度(即,附加减速度的最大值)。
又,步骤S21中,转向角的绝对值并未增大(恒定或正在减少)时,进入步骤S27,转
矩减少量决定部53获取前次处理中决定的附加减速度在本次处理中减少的量(减速度减少
量)。该减速度减少量例如基于预先存储于存储器等中恒定的减少率(例如0.3m/s3)而算
出。或者,基于根据步骤S1中取得的车辆的运转状态或步骤S22中算出的转向速度而决定的
减少率从而算出。
然后,步骤S28中,转矩减少量决定部53通过从前次处理中决定的附加减速度上减
去步骤S27中取得的减速度减少量而决定本次处理中的附加减速度。
步骤S25、S26或S28之后,步骤S29中,转矩减少量决定部53基于步骤S25、S26或S28
中决定的本次附加减速度,决定转矩减少量。具体而言,转矩减少量决定部53基于步骤S1中
取得的当前车速、齿轮档、路面倾斜等,决定为实现本次附加减速度所需的转矩减少量。该
步骤S29之后,转矩减少量决定部53完成转矩减少量决定处理后返回主程序(main
routine)。
返回图3,执行步骤S2~S4的处理及步骤S5的转矩减少量决定处理后,步骤S6中,
最终目标转矩决定部55通过从步骤S4中进行平滑化后的基本目标转矩上减去步骤S5的转
矩减少量决定处理中决定的转矩减少量,以此决定最终目标转矩。
接着,步骤S7中,发动机控制部59决定用于使步骤S6中决定的最终目标转矩被发
动机10输出的目标空气量及目标当量比。此处,“空气量”是指,导入至发动机10的燃烧室11
内的空气的量。另,该空气量采用无量纲化的充气效率亦可;
具体而言,发动机控制部59计算出在最终目标转矩上加入因摩擦损失和泵送损失造成
的损失转矩而得的目标图示转矩,并计算出为产生该目标图示转矩所需的目标产生热量,
从而基于该目标产生热量和目标当量比决定目标空气量。
接着,步骤S8中,发动机控制部59考虑到空气流量传感器31检测出的空气量后,决
定节流阀5的开度、和经由可变进气门机构18的进气门12的开闭时期,以使步骤S7中决定的
目标空气量的空气导入至发动机10。
接着,步骤S9中,发动机控制部59基于步骤S8中设定的节流阀开度及进气门12的
开闭时期,控制节流阀5及可变进气门机构18,并且,基于步骤S7中决定的目标当量比、和根
据空气流量传感器31的检测信号S131等推定的实际空气量,控制燃料喷射阀13。
接着,步骤S10中,发动机控制部59判断是否存在基于加速器踏板的操作以外的车
辆的运转状态的转矩减少的要求。具体而言,发动机控制部59在步骤S5的转矩减少量决定
处理中决定的转矩减少量大于0时,判定为存在转矩减少的要求。
其结果是,转矩减少的要求存在时,进入步骤S11,发动机控制部59基于步骤S6中
决定的最终目标转矩、和通过步骤S9中的节流阀5及可变进气门机构18的控制实际导入至
燃烧室11的实际空气量,决定用于使最终目标转矩被发动机10输出的转矩减少点火时期;
具体而言,发动机控制部59基于空气流量传感器31的检测信号S131等,推定实际空气
量。然后,从规定了各种空气量及各种发动机转速下的点火时期和图示转矩的关系的点火
提前映射图(预先制作并存储于存储器等)中,选择与推定的实际空气量及发动机转速相对
应的点火提前映射图,参照选择的点火提前映射图,将与步骤S7中算出的目标图示转矩相
对应的点火时期决定为转矩减少点火时期;
如图6所示,点火提前映射图中,横轴为点火时期,纵轴为图示转矩时,将点火时期为
MBT(Minimum Advance for Best Torque,最大转矩的最小点火提前角)时的图示转矩作为
最大值,点火时期越提前或越延迟,图示转矩越减少之余呈现凸曲线;
相对于转矩减少要求相对应的目标空气量的减少,当实际空气量的响应延迟,且实际
空气量相对于目标空气量过剩时,与实际空气量相对应的点火提前映射图的MBTR中的图示
转矩(图6中由实线表示)大于与目标空气量相对应的点火提前映射图的MBTS中的图示转矩
(图6中由虚线表示)。换言之,与实际空气量相对应的点火提前映射图的与目标图示转矩Tr
相对应的点火时期IgR(即转矩减少点火时期),相对于与目标空气量相对应的点火提前映
射图的与目标图示转矩Tr相对应的点火时期IgS延迟。相对于目标空气量实际空气量越过
剩,转矩减少点火时期越向延迟侧移动。
接着,步骤S12中,发动机控制部59以在步骤S11中决定的转矩减少点火时期执行
点火的形式控制火花塞14。
又,步骤S10中,没有转矩减少的要求时,进入步骤S13,发动机控制部59以在与实
际空气量相对应的最优燃烧效率的点火时期(基本点火时期)执行点火的形式控制火花塞
14;该实际空气量是指,通过步骤S9中的节流阀5及可变进气门机构18的控制而实际导入至
燃烧室11的空气量;
具体而言,发动机控制部59将与实际空气量及发动机转速相对应的点火提前映射图的
MBT、和与实际空气量及发动机转速相对应的爆震临界点火时期内延迟侧的点火时期,设定
为基本点火时期,从而控制火花塞14;
步骤S12或S13之后,PCM50结束发动机控制处理。
接着,借助图7说明根据本发明实施形态的发动机的控制装置的作用。图7是示出
装载有根据本发明实施形态的发动机的控制装置的车辆在进行转弯时、与发动机的控制装
置执行的发动机控制相关的参数的时间变化的线图。
图7(a)是概略示出进行右转弯的车辆的俯视图。如该图7(a)所示,车辆从位置A开
始右转弯,从位置B至位置C以恒定转向角持续右转弯。
图7(b)是示出如图7(a)所示进行右转弯的车辆的转向角的变化的线图。图7(b)中
横轴表示时间,纵轴表示转向角;
如该图7(b)所示,位置A处开始向右转向,通过执行转向角增加操作使向右的转向角逐
渐增大,位置B处向右的转向角为最大。其后,至位置C为止转向角维持恒定(转向保持)。
图7(c)是示出如图7(b)所示进行右转弯的车辆的转向速度的变化的线图。图7(c)
中横轴表示时间,纵轴表示转向速度;
车辆的转向速度由车辆的转向角的时间微分表示。即,如图7(c)所示,位置A处开始向
右转向时,产生向右的转向速度,位置A和位置B之间转向速度大致保持恒定。其后,向右的
转向速度减少,位置B处向右的转向角为最大时,转向速度为0。此外,从位置B至位置C为止
保持向右的转向角的期间,转向速度一直为0。
图7(d)是示出基于图7(c)所示的转向速度决定的附加减速度的变化的线图。图7
(d)中横轴表示时间,纵轴表示附加减速度。又,图7(d)中的实线表示图4的转矩减少量决定
处理中决定的附加减速度的变化,单点划线表示基于转向速度的目标附加减速度的变化。
该单点划线所示的目标附加减速度,与图7(c)所示的转向速度的变化相同,均在位置A开始
增大,在位置A和位置B之间保持大致恒定,其后减少并于位置B处变为0。
如参照图4所说明的一样,转矩减少量决定部53在步骤S23中转向速度的绝对值未
减少时,即、转向速度的绝对值增大或转向速度的绝对值无变化时,于步骤S24中基于转向
速度取得目标附加减速度。接着,于步骤S25中,转矩减少量决定部53在附加减速度的增大
率为阈值Rmax以下的范围内决定各处理周期中的附加减速度;
图7(d)中示出了从位置A开始增大的目标附加减速度的增大率超过阈值Rmax的情况。该
情况下,转矩减少量决定部53以使增大率=Rmax的形式(即、以比单点划线表示的目标附加
减速度更平缓的增大率)增大附加减速度。又,目标附加减速度在位置A和位置B之间大致保
持恒定时,转矩减少量决定部53决定附加减速度=目标附加减速度。
又,如上述,图4的步骤S23中转向速度的绝对值减少时,转矩减少量决定部53保持
转向速度最大时中的附加减速度。图7(d)中,转向速度朝位置B减少时,单点划线表示的目
标附加减速度也随之减少,但实线表示的附加减速度至位置B为止维持最大值。
此外,如上述,图4的步骤S21中,转向角的绝对值为恒定或正在减少时,转矩减少
量决定部53于步骤S27中取得减速度减少量,借助该减速度减少量减少附加减速度。图7(d)
中,转矩减少量决定部53以使附加减速度的减少率逐渐变小的形式,即、以使表示附加减速
度的变化的实线的倾斜度逐渐平缓的形式,减少附加减速度。
图7(e)是示出基于图7(d)所示的附加减速度决定的转矩减少量的变化的线图。图
7(e)中横轴表示时间,纵轴表示转矩减少量;
如上述,转矩减少量决定部53基于当前车速、齿轮档、路面倾斜等参数决定为实现附加
减速度所需的转矩减少量。因此,当这些参数一定时,以与图7(d)所示的附加减速度的变化
相同变化的形式决定转矩减少量。
图7(f)是示出由转矩变化过滤器57进行平滑化前后的基本目标转矩的变化的线
图。图7(f)中横轴表示时间,纵轴表示转矩。又,图7(f)中虚线表示由转矩变化过滤器57进
行平滑化前的基本目标转矩,实线表示由转矩变化过滤器57进行平滑化后的基本目标转
矩;
为实现基于加速器开度、车速、齿轮档等设定的目标加速度而决定的基本目标转矩,如
图7(f)中虚线所示,存在包括因各种干扰或噪音等导致的急剧变化的情况。该基本目标转
矩被转矩变化过滤器57平滑化后,从而可如图7(f)中实线所示抑制急剧的变化,抑制车辆
的急剧的加减速。
图7(g)是示出基于基本目标转矩和转矩减少量决定的最终目标转矩的变化的线
图。图7(g)中横轴表示时间,纵轴表示转矩。又,图7(g)中虚线表示图7(f)所示的平滑化后
的基本目标转矩,实线表示最终目标转矩;
如参照图3说明的一样,最终目标转矩决定部55从步骤S4中进行平滑化后的基本目标
转矩上减去步骤S5的转矩减少量决定处理中决定的转矩减少量,以此决定最终目标转矩;
也就是说,在执行追随行驶控制装置60进行的追随行驶控制时,即使在为实现该追随
行驶控制装置60指定的目标加速度而决定基本目标转矩的情况下,也从该基本目标转矩上
减去转矩减少量以此决定最终目标转矩,因此可如图7(g)实线所示,转矩减少量不受追随
行驶控制的影响,直接反映为最终目标转矩。
图7(h)是示出基于最终目标转矩决定的目标空气量和实际空气量的变化的线图。
图7(h)中横轴表示时间,纵轴表示空气量。又,图7(h)中单点划线表示图7(g)所示的与最终
目标转矩相对应的目标空气量,实线表示通过与最终目标转矩相应的节流阀5及可变进气
门机构18的控制而实际导入至燃烧室11内的实际空气量;
如图7(h)所示,目标空气量与最终目标转矩的时间变化同步变化,但相对于目标空气
量的变化,实际空气量的响应会有延迟。即,目标空气量降低时实际空气量为过剩,目标空
气量上升时实际空气量为过小。
图7(i)是将基本点火时期作为基准表示基于最终目标转矩和实际的空气量决定
的转矩减少点火时期的线图。图7(i)中横轴表示时间,纵轴表示将基本点火时期作为基准
的点火时期(提前为正,延迟为负);
如图7(h)所示,目标空气量随着最终目标转矩的降低而降低时,实际空气量的响应发
生延迟,相对于目标空气量,实际空气量为过剩,因此无法仅通过实际空气量的减少量实现
最终目标转矩的减低。因此,基于最终目标转矩和实际空气量将转矩减少点火时期设定于
比基本点火时期靠近延迟侧,以此可实现最终目标转矩的降低。
图7(j)是示出如图7(b)所示执行转向的车辆中,为实现图7(g)所示的最终目标转
矩而执行发动机10的控制时车辆发生的横摆角速度(实际横摆角速度)的变化、以及不执行
与图7(e)所示的转矩减少量相对应的控制时(即、为实现图7(g)中虚线所示的平滑化后的
基本目标转矩而执行发动机10的控制时)的实际横摆角速度的变化的线图。图7(j)中横轴
表示时间,纵轴表示横摆角速度。又,图7(j)中实线表示为实现最终目标转矩而执行发动机
10的控制时的实际横摆角速度的变化,虚线表示不执行与转矩减少量相对应的控制时的实
际横摆角速度的变化;
位置A处开始向右的转向,随着向右的转向速度增大而如图7(e)所示增大转矩减少量,
则作为车辆的转向轮的前轮的荷重增加。其结果是,前轮和路面间的摩擦力增加,前轮的转
弯力增大,因此车辆的入弯性得以改善。即,如图7(j)所示,于位置A和位置B之间,相比于不
执行与转矩减少量相对应的控制的情况(虚线),为实现反映了转矩减少量的最终目标转矩
而执行发动机10的控制的情况(实线)下,车辆发生顺时针旋转(CW)的横摆角速度较大;
又,如图7(d)、(e)所示,转向速度朝位置B减少时目标附加减速度也减少,但转矩减少
量维持于最大值,因此持续转向切入的期间内,维持附加于前轮的荷重,确保车辆的入弯
性;
此外,从位置B至位置C转向角的绝对值为恒定时,转矩减少量平滑减低,因此随着转向
的切入结束逐渐减少附加于前轮的荷重,通过减少前轮的转弯力从而稳定车身,同时恢复
发动机10的输出转矩。
接着,说明本发明的实施形态的更进一步的变形例;
上述实施形态中说明了转矩减少量决定部53基于转向速度得到目标附加减速度,基于
该目标附加减速度决定转矩减少量,但基于加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态(转
向角、横摆角速度、滑移率等)决定转矩减少量亦可;
例如,转矩减少量决定部53基于由转向角及车速算出的目标横摆角速度、和从横摆角
速度传感器输入的横摆角速度等,算出车辆应产生的目标横摆加速度,基于该目标横摆加
速度得到目标附加减速度,从而决定转矩减少量亦可。或者,通过加速度传感器检测伴随车
辆转弯产生的横向加速度,基于该横向加速度决定转矩减少量亦可。或者,转矩减少量决定
部53基于与目标附加减速度不同的要求(例如,为消除加减速时的动力传动系的振动所需
的转矩)决定转矩减少量亦可。
又,上述实施形态中说明了从追随行驶控制装置60 向PCM50内输入用于使自身车
辆追随行驶先行车辆的与目标加减速度相对应的控制信号S160,但亦可在输入追随行驶控
制装置60产生的控制信号S160的同时,或取而代之,输入以保持设定车速的形式控制发动
机10的车速控制装置所产生的控制信号。此时也从基本目标转矩上减去转矩减少量以此决
定最终目标转矩,转矩减少量不受车速控制的影响,直接反映为最终目标转矩。
接着,说明上述本发明实施形态及本发明实施形态的变形例的发动机的控制装置
的效果。
首先,发动机控制部59决定用于使最终目标转矩被发动机10输出的目标空气量,
以实现该目标空气量的形式控制节流阀5及可变进气门机构18,实际空气量相对于目标空
气量越过剩,越使火花塞14的点火时期延迟,因此目标空气量随着最终目标转矩的降低而
降低时,实际空气量的响应延迟引起实际空气量相对于目标空气量过剩,即使在无法仅通
过实际空气量的减少量实现最终目标转矩的降低的情况下,也可通过点火时期的延迟化降
低输出转矩,借助于此可实现与转矩减少量的变化相应的最终目标转矩的降低。因此,相对
于加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态,以较高的响应性获得转矩减少量的形式控制
发动机10,从而可迅速向前轮施加荷重,可正确实现驾驶员所设想的车辆行动。
尤其是,发动机控制部59在转矩减少量大于0时,以如下形式控制点火装置:在包
括实际空气量及此时发动机转速的发动机的运转状态下、且在用于实现最终目标转矩的点
火时期执行点火;在转矩减少量为0时,以如下形式控制点火装置:在包括实际空气量及此
时的发动机转速的发动机的运转状态而预先设定的基本点火时期执行点火,因此,可以仅
在与加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态相应的转矩减少要求出现时,根据最终目标
转矩和实际空气量使点火时期延迟,借助于此,能够在正确实现驾驶员所设想的车辆行动
的同时,将点火时期的延迟化导致的燃料消耗恶化抑制为最小。
又,转矩减少量决定部53根据车辆的转向操作决定转矩减少量,因此基于转向操
作决定的转矩减少量的时间变化反映为最终目标转矩的时间变化,借助于此,可迅速将与
驾驶员的转向操作相应的减速度附加于车辆且将荷重施加于前轮,从而使转弯力迅速增
大,以此改善转向操作的响应性,以能够正确实现驾驶员所设想的车辆行动的形式控制发
动机10。
又,最终目标转矩决定部55基于由车辆的目标加速度决定的基本目标转矩、和由
加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态决定的转矩减少量,决定最终目标转矩,发动机
控制部59以输出该最终目标转矩的形式控制发动机10,因此无论基本目标转矩是基于何种
运转操作或控制决定的,转矩减少量的变化均可反映为最终目标转矩,借助于此,可相对于
加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态,以较高的响应性获得转矩减少量的形式控制发
动机10,从而迅速向前轮施加荷重,能够与其他驱动力控制适当协调的同时正确实现驾驶
员所设想的车辆行动。
尤其是,基本目标转矩决定部51基于由追随行驶控制装置60等的车速控制装置设
定的目标加速度,决定基本目标转矩,但最终目标转矩决定部55基于该基本目标转矩、和由
加速器踏板的操作以外的车辆的运转状态决定的转矩减少量决定最终目标转矩,发动机控
制部59以输出最终目标转矩的形式控制发动机10,因此,即使在通过追随行驶控制装置60
等执行车速控制时,也能正确实现驾驶员所设想的车辆行动。