本發(fā)明涉及發(fā)動機的控制裝置,尤其涉及根據(jù)油門開度等來控制發(fā)動機扭矩的發(fā)動機的控制裝置。
背景技術:
以往,在車輛加速時(特別是從減速變?yōu)榧铀贂r),如果使發(fā)動機扭矩急劇上升,則車輛產(chǎn)生振動,所以要使發(fā)動機扭矩平緩地上升,以抑制這樣的振動。但是,如果使發(fā)動機扭矩平緩地上升,雖然能夠抑制加速時的振動,但是有加速性能下降的問題。作為解決該問題的技術,例如專利文獻1中有所記載。在專利文獻1中公開了控制發(fā)動機扭矩的技術,能夠平衡良好地兼顧傳動軸的扭轉(zhuǎn)振動所導致的車體的前后振動的抑制和加速性能。具體地說,在該技術中,當油門踏板的踏入速度較快時,進行一定程度上允許車輛前后振動而使發(fā)動機扭矩迅速上升的控制,當油門踏板的踏入速度較慢時,為了抑制車輛前后振動而進行使發(fā)動機扭矩平緩地上升的控制。
專利文獻1:日本特開2005-155412號公報
但是,在車輛的加速初期、即發(fā)動機扭矩開始上升時,通過發(fā)動機架(enginemount)固定到車體的模塊(典型地是動力傳動系統(tǒng))有時會在前后方向上進行翻轉(zhuǎn)(roll)運動。這時,如果使發(fā)動機扭矩急劇上升,則動力傳動系統(tǒng)強勁地進行翻轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生振動(特別是發(fā)生沖振)。在上述的專利文獻1所公開的技術中,雖然能夠抑制傳動軸的扭轉(zhuǎn)振動所導致的車體的前后振動,但是沒有考慮動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動,不能適當?shù)匾种圃摲D(zhuǎn)運動所導致的振動。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術的問題點而做出的,其目的在于,提供一種發(fā)動機的控制裝置,在確保加速性能的同時,適當?shù)匾种苿恿鲃酉到y(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動所導致的振動。
為了達成上述目的,本發(fā)明的發(fā)動機的控制裝置具有:發(fā)動機轉(zhuǎn)速取得單元,取得發(fā)動機轉(zhuǎn)速;油門開度取得單元,取得油門開度;以及扭矩控制單元,基于由該油門開度取得單元取得的油門開度,對發(fā)動機扭矩進行控制,扭矩控制單元,在油門開度開始上升后,在至少包含通過發(fā)動機架固定到車體的發(fā)動機的動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動正在發(fā)生時,為了抑制該翻轉(zhuǎn)運動,進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以使發(fā)動機扭矩的上升率比與油門開度的增加相應的發(fā)動機扭矩的上升率小。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,在動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動中,限制發(fā)動機扭矩的上升以抑制該翻轉(zhuǎn)運動,所以能夠使動力傳動系統(tǒng)以較低的速度進行翻轉(zhuǎn)運動,使發(fā)動機架迅速成為衰減狀態(tài),使動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動適當?shù)厥諗?。因此,能夠適當?shù)匾种苿恿鲃酉到y(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動所導致的振動。此外,根據(jù)本發(fā)明,進行與成為振動的發(fā)生原因的現(xiàn)象(動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動)相應的扭矩限制,所以不會必要以上地限制發(fā)動機扭矩的上升,能夠確保車輛的加速性能。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元,從由發(fā)動機轉(zhuǎn)速取得單元取得的發(fā)動機轉(zhuǎn)速,求出曲柄軸的角速度、角加速度及角躍度的至少1個以上,基于這些角速度、角加速度及角躍度的至少1個以上,判定限制發(fā)動機扭矩的上升的控制的開始定時和結(jié)束定時,以抑制動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,基于能夠從發(fā)動機轉(zhuǎn)速求出的曲柄軸的角速度、角加速度及角躍度的至少1個以上,判定動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動,能夠在適當?shù)亩〞r開始及結(jié)束用于抑制翻轉(zhuǎn)運動的控制。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元基于由發(fā)動機轉(zhuǎn)速取得單元取得的發(fā)動機轉(zhuǎn)速,對于曲柄軸的角速度,求出在時間軸上相鄰的角速度的變化比,并且求出曲柄軸的角躍度,在角躍度為正的值、且角速度的變化比超過1個以上的規(guī)定值時,開始限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以抑制動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,能夠準確地判定動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動的狀態(tài),在最佳的定時開始用于抑制翻轉(zhuǎn)運動的控制。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元,在角躍度成為規(guī)定值以下、且角速度的變化比開始下降時,將限制發(fā)動機扭矩的上升的控制結(jié)束,以抑制動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,能夠準確地判定動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動的結(jié)束,在最佳的定時結(jié)束用于抑制翻轉(zhuǎn)運動的控制。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元,在進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制以抑制動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動之后,為了將由于從發(fā)動機傳遞來的扭矩而扭轉(zhuǎn)的傳動軸復原時產(chǎn)生的反力抵消,使發(fā)動機扭矩的上升率比限制發(fā)動機扭矩的上升以抑制動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動時的發(fā)動機扭矩的上升率大。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,將發(fā)動機扭矩的上升的限制解除,以將扭轉(zhuǎn)的傳動軸復原時產(chǎn)生的反力抵消,使發(fā)動機扭矩上升,所以能夠抑制動力傳動系統(tǒng)被傳動軸的反力向后方推回,適當?shù)乇3殖蛲七M方向?qū)恿鲃酉到y(tǒng)施加力的狀態(tài)。由此,能夠抑制動力傳動系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動等再次發(fā)生。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元,為了抵消反力,將發(fā)動機扭矩的上升率設為與油門開度的增加相應的發(fā)動機扭矩的上升率以上。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,能夠有效地抑制動力傳動系統(tǒng)被傳動軸的反力向后方推回。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元按照齒輪級使發(fā)動機扭矩的上升率變化。
根據(jù)這樣構成的本發(fā)明,能夠應用與齒輪級相應的發(fā)動機扭矩的上升率。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,扭矩控制單元,基于油門開度設定車輛的目標加速度,應用用于實現(xiàn)該目標加速度的目標發(fā)動機扭矩,隨著油門開度的增加使發(fā)動機扭矩上升,發(fā)動機扭矩的上升率從與油門開度的增加相應的發(fā)動機扭矩的上升率發(fā)生了變化的情況下,應用將目標發(fā)動機扭矩變更后的發(fā)動機扭矩。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,發(fā)動機轉(zhuǎn)速取得單元在180度的曲柄角度的范圍內(nèi)至少取得兩次以上發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
在本發(fā)明中,優(yōu)選為,動力傳動系統(tǒng)以鐘擺方式通過發(fā)動機架固定到車體。
發(fā)明的效果:
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機的控制裝置,能夠在確保加速性能的同時,適當?shù)匾种苿恿鲃酉到y(tǒng)的翻轉(zhuǎn)運動所導致的振動。
附圖說明
圖1是應用了本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)的概略構成圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的扭矩傳遞系統(tǒng)的概略圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式的動力傳動系統(tǒng)的概略構成圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的電路結(jié)構的框圖。
圖5是在車輛的加速時產(chǎn)生的振動的說明圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的概要的時序圖。
圖7是表示在執(zhí)行本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的情況下得到的各種參數(shù)的時間變化的時序圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的整體處理的流程圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式的振動抑制用扭矩決定處理的流程圖。
符號說明:
1進氣通路;5渦輪增壓機;20燃料噴射閥;41排氣通路;60pcm;65扭矩控制部;97油門開度傳感器;100曲炳角傳感器;ds傳動軸;e發(fā)動機;mt發(fā)動機架;pt動力傳動系統(tǒng)
具體實施方式
以下,參照附圖說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置。
[系統(tǒng)構成]
首先,參照圖1說明應用了本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)。圖1是應用了本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)的概略構成圖。
如圖1所示,發(fā)動機系統(tǒng)200主要包括:作為柴油發(fā)動機的發(fā)動機e、向發(fā)動機e提供進氣的進氣系統(tǒng)in、用于向發(fā)動機e提供燃料的燃料供給系統(tǒng)fs、將發(fā)動機e的廢氣排出的排氣系統(tǒng)ex、檢測與發(fā)動機系統(tǒng)200有關的各種狀態(tài)的傳感器96~110、進行發(fā)動機系統(tǒng)200的控制的pcm(power-traincontrolmodule)60。該發(fā)動機系統(tǒng)200適用于例如前置前驅(qū)的驅(qū)動方式的車輛。
首先,進氣系統(tǒng)in具有供進氣通過的進氣通路1,在該進氣通路1上,從上游側(cè)起依次設置有:空氣凈化器3,將從外部導入的空氣凈化;渦輪增壓機5的壓縮機,將通過的進氣壓縮而使進氣壓上升;中冷器8,通過外氣或冷卻水對進氣進行冷卻;進氣梭動閥7,調(diào)整通過的進氣流量;以及穩(wěn)壓箱12,暫時貯存向發(fā)動機e提供的進氣。
此外,在進氣系統(tǒng)in中,在空氣凈化器3的正下游側(cè)的進氣通路1上,設置有檢測吸入空氣量的空氣流量傳感器101和檢測進氣溫度的進氣溫度傳感器102,在渦輪增壓機5中設置有檢測進氣的壓力的進氣壓傳感器103,在中冷器8的正下游側(cè)的進氣通路1上設置有檢測進氣溫度的進氣溫度傳感器106,在進氣梭動閥7中設置有檢測該進氣梭動閥7的開度的進氣梭動閥位置傳感器105,在穩(wěn)壓箱12中設置有檢測進氣歧管中的進氣的壓力的進氣壓傳感器108。這些設置于進氣系統(tǒng)in的各種傳感器101~108分別將與檢測到的參數(shù)對應的檢測信號s101~s108輸出到pcm60。
接著,發(fā)動機e具有:進氣閥15,將從進氣通路1(詳細地說是進氣歧管)供給的進氣導入到燃燒室17內(nèi);燃料噴射閥20,朝向燃燒室17噴射燃料;活塞23,通過燃燒室17內(nèi)的混合氣的燃燒而進行往復運動;曲柄軸25,通過活塞23的往復運動而旋轉(zhuǎn);以及排氣閥27,將通過燃燒室17內(nèi)的混合氣的燃燒而產(chǎn)生的廢氣排出到排氣通路41。此外,在發(fā)動機e中設置有檢測曲炳角的曲炳角傳感器100,該曲炳角是將曲柄軸25的上死點等作為基準的旋轉(zhuǎn)角,該曲炳角傳感器100將與檢測到的曲炳角對應的檢測信號s100輸出到pcm60,pcm60基于該檢測信號s100取得發(fā)動機轉(zhuǎn)速?;旧?,曲炳角傳感器100在曲柄軸25旋轉(zhuǎn)180度的期間至少輸出兩次以上檢測信號s100。例如,每當曲柄軸25旋轉(zhuǎn)30度,曲炳角傳感器100輸出檢測信號s100,即檢測每隔30度的曲炳角。
接著,燃料供給系統(tǒng)fs具有:燃料箱30,貯存燃料;以及燃料供給通路38,用于從燃料箱30向燃料噴射閥20供給燃料。在燃料供給通路38中,從上游側(cè)起依次設置有低壓燃料泵31、高壓燃料泵33、共軌35。
接著,排氣系統(tǒng)ex具有供廢氣通過的排氣通路41,在該排氣通路41上從上游側(cè)起依次設置有:渦輪增壓機5的渦輪,利用通過的廢氣而旋轉(zhuǎn),通過該旋轉(zhuǎn)而如上述那樣對壓縮機進行驅(qū)動;以及具有廢氣的凈化功能的柴油氧化催化劑(doc:dieseloxidationcatalyst)45及柴油顆粒過濾器(dpf:dieselparticulatefilter)46。doc45是使用廢氣中的氧將烴(hc)或一氧化碳(co)等氧化而變化為水和二氧化碳的催化劑,dpf46是捕獲廢氣中的顆粒狀物質(zhì)(pm:particulatematter)的過濾器。
此外,在排氣系統(tǒng)ex中,在渦輪增壓機5的渦輪的上游側(cè)的排氣通路41上設置有檢測排氣壓的排氣壓傳感器109,在dpf46的正下游側(cè)的排氣通路41上設置有檢測氧濃度的線性o2傳感器110。這些設置于排氣系統(tǒng)ex的各種傳感器109及110分別將與檢測到的參數(shù)對應的檢測信號s109及s110輸出到pcm60。
進而,在本實施方式中,渦輪增壓機5構成為2級增壓系統(tǒng),能夠從排氣能量較低的低旋轉(zhuǎn)域到高旋轉(zhuǎn)域在整個區(qū)域高效率地得到高增壓。即,渦輪增壓機5具備:大型渦輪增壓機5a,用于在高旋轉(zhuǎn)域?qū)⒋罅康目諝庠鰤海恍⌒蜏u輪增壓機5b,即使在較低的排氣能量下也能夠高效率地進行增壓;壓縮機旁通閥5c,控制小型渦輪增壓機5b向壓縮機的進氣流動;調(diào)節(jié)閥5d,控制小型渦輪增壓機5b向渦輪的排氣的流動;廢氣減壓閥5e,控制大型渦輪增壓機5a向渦輪的排氣的流動,通過根據(jù)發(fā)動機e的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速及負荷)驅(qū)動各閥,切換是通過大型渦輪增壓機5a還是通過小型渦輪增壓機5b進行增壓。
本實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)200還具有egr裝置43。egr裝置43具有egr通路43a和egr閥43b,該egr通路43a將渦輪增壓機5的渦輪的上游側(cè)的排氣通路41和渦輪增壓機5的壓縮機的下游側(cè)(詳細地說是中冷器8的下游側(cè))的進氣通路1連接,該egr閥43b調(diào)整通過egr通路43a的廢氣的流量。通過egr裝置43回流到進氣系統(tǒng)in的廢氣量(egr氣體量)由渦輪增壓機5的渦輪上游側(cè)的排氣壓、通過進氣梭動閥7的開度調(diào)整出的進氣壓、以及egr閥43b的開度來大致決定。
接下來,參照圖2說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機中的發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的扭矩傳遞系統(tǒng)的概略圖。
如圖2所示,發(fā)動機e通過發(fā)動機架mt固定到車體,從該發(fā)動機e輸出的發(fā)動機扭矩經(jīng)由飛輪(未圖示)傳遞到變速器tm。在本實施方式中,發(fā)動機e及變速器tm(也包含飛輪)一體地組裝而構成動力傳動系統(tǒng)pt,該動力傳動系統(tǒng)pt整體通過發(fā)動機架mt固定到車體。并且,從變速器tm輸出的發(fā)動機扭矩經(jīng)由傳動軸ds傳遞到作為驅(qū)動輪的車輪(輪胎)wh。如圖2所示,這樣的發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)由彈簧和質(zhì)量構成,具有基于彈簧的振動要素。
另外,通常使用的“動力傳動系統(tǒng)”這一用語,有時不僅包含通過發(fā)動機架mt固定到車體的模塊,還包含其以外的構成要素(例如傳動軸等),但是在本說明書中,對于通過發(fā)動機架mt固定到車體的模塊(后述的一體地進行翻轉(zhuǎn)運動的模塊)使用“動力傳動系統(tǒng)”這一用語。
接著,參照圖3說明本發(fā)明的實施方式的動力傳動系統(tǒng)的構成。圖3表示本發(fā)明的實施方式的動力傳動系統(tǒng)的概略構成。
如圖3所示,動力傳動系統(tǒng)pt具有發(fā)動機e、飛輪fw(也可以是扭矩轉(zhuǎn)換器)及變速器tm,通過構成上述的發(fā)動機架mt的第1發(fā)動機架mt1及第2發(fā)動機架mt2固定到車體。具體地說,動力傳動系統(tǒng)pt通過鐘擺方式固定到車體。在該鐘擺方式中,通過第2發(fā)動機架mt2使動力傳動系統(tǒng)pt從上方垂下,以振子的運動進行前后運動(使用與動力傳動系統(tǒng)pt的重心大致重合的慣性主軸(翻轉(zhuǎn)軸)而前后振動),在動力傳動系統(tǒng)pt的下方設置第1發(fā)動機架mt1,通過該第1發(fā)動機架mt1限制振子的運動(前后方向的運動)。第1發(fā)動機架mt1還能夠使振子的運動變?yōu)檐囕v的推進力。
接著,參照圖4說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的電路結(jié)構。圖4是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的電路結(jié)構的框圖。
本發(fā)明的實施方式的pcm60(發(fā)動機的控制裝置)除了上述的各種傳感器100~110的檢測信號s100~s110之外,還基于檢測油門踏板的開度(油門開度)的油門開度傳感器97和檢測車速的車速傳感器98各自輸出的檢測信號s97、s98來輸出控制信號s131,以對燃料噴射閥20進行控制。具體地說,pcm60具備:發(fā)動機轉(zhuǎn)速取得部61,取得與來自曲炳角傳感器100的檢測信號s100對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速;油門開度取得部63,取得與來自油門開度傳感器97的檢測信號s97對應的油門開度;以及扭矩控制部65,基于油門開度等控制發(fā)動機扭矩。扭矩控制部65決定與油門開度相應的目標加速度,決定與該目標加速度相應的目標扭矩,控制燃料噴射閥20以實現(xiàn)目標扭矩。
這些pcm60的各構成要素由計算機構成,該計算機具備cpu、在該cpu上編譯執(zhí)行的各種程序(包括os等基本控制程序和在os上運行并實現(xiàn)特定功能的應用程序)、以及用于存儲程序和各種數(shù)據(jù)的如rom或ram那樣的內(nèi)部存儲器。
[加速時產(chǎn)生的振動]
接下來,參照圖5說明車輛加速時(特別是從減速變?yōu)榧铀贂r)產(chǎn)生的振動。圖5(a)~(c)表示與圖3同樣的動力傳動系統(tǒng)pt的概略構成,圖5(a)是關于加速初期產(chǎn)生的振動的說明圖,圖5(b)是關于加速中期產(chǎn)生的振動的說明圖,圖5(c)是關于加速后期產(chǎn)生的振動的說明圖。
首先,如圖5(a)所示,在加速初期,在發(fā)動機扭矩開始上升時,在傳遞發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)的存在松動(即具有間隙)的部件間(傳遞系統(tǒng)內(nèi)的齒輪、或者傳動軸ds和車輪wh之間的花鍵等)進行所謂的“消隙”。這時,如果猛烈地進行消隙,則會產(chǎn)生振動(特別是產(chǎn)生聲音)。另外,更嚴密地說,在加速初期,首先通過因燃燒室17內(nèi)的燃燒而經(jīng)由活塞23等附加到曲柄軸25的扭矩使曲柄軸25扭轉(zhuǎn),之后進行傳遞系統(tǒng)的消隙。
接著,如圖5(b)所示,傳遞系統(tǒng)的消隙結(jié)束后,以鐘擺方式在車體上垂下的動力傳動系統(tǒng)pt進行翻轉(zhuǎn)運動。具體地說,對動力傳動系統(tǒng)pt朝向與曲柄軸25旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向施加力,動力傳動系統(tǒng)pt向前方進行翻轉(zhuǎn)運動。像這樣,動力傳動系統(tǒng)pt進行翻轉(zhuǎn)運動時,存在產(chǎn)生振動(沖振)的傾向。
接著,如圖5(c)所示,動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動結(jié)束后(具體地說是翻轉(zhuǎn)運動導致的第1發(fā)動機架mt1的變形結(jié)束時),經(jīng)由傳動軸向車輪wh施加力,但是由于車輪wh與路面接觸,所以在車輪wh滾動之前,通過發(fā)動機扭矩而傳動軸ds扭轉(zhuǎn)。這時,有產(chǎn)生振動的傾向。另外,傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)不限于在動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動結(jié)束的時點發(fā)生,在動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動中也發(fā)生。即,有時與動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動并行地產(chǎn)生傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)。
然后,當傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)達到規(guī)定的相位時(例如達到屈服點時),傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)停止,從傳動軸ds朝向車輪wh施加力,車輪wh開始轉(zhuǎn)動。這種情況下,車輪wh對傳動軸ds的固定被釋放,扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds復原,該傳動軸ds的復原所產(chǎn)生的力作為反力朝向動力傳動系統(tǒng)pt傳遞。這時也有產(chǎn)生振動的傾向。
上述那樣的一系列的振動在加速過程中使發(fā)動機扭矩較大地上升時反復發(fā)生。即,反復發(fā)生傳遞系統(tǒng)的消隙→動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動→傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)→扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds的復原。一般來說,為了抑制像這樣反復發(fā)生振動,要使發(fā)動機扭矩非常平緩地上升。
[控制內(nèi)容]
接下來說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制。
首先,參照圖6說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的概要。圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的概要的時序圖。
在圖6中,曲線g11表示油門開度的時間變化,曲線g12表示與油門開度相應的要求扭矩的時間變化,曲線g13表示在本實施方式中決定的目標扭矩,曲線g14表示比較例的目標扭矩,曲線g15表示應用本實施方式的目標扭矩時的加速度的時間變化。
在此,說明在時刻t11踩下油門踏板(油門開度上升)而處于減速狀態(tài)的車輛轉(zhuǎn)移到加速狀態(tài)的情況。此外,與曲線g12所示的油門開度相應的要求扭矩,是為了實現(xiàn)與油門開度相應的目標加速度而應該賦予的扭矩(以下適當?shù)胤Q作“基本目標扭矩”)。在本實施方式中,從確保加速性能且抑制加速時的振動的觀點出發(fā),曲線g13所示的目標扭矩是將基本目標扭矩變更后的扭矩(以下適當?shù)胤Q作“振動抑制用目標扭矩”)。此外,曲線g14所示的目標扭矩是犧牲加速性能的提高而優(yōu)先了抑制加速時的振動地決定的、比較例的目標扭矩。
如曲線g13所示,在本實施方式中,pcm60的扭矩控制部65為了抑制車輛加速時產(chǎn)生的振動,原則上使發(fā)動機扭矩的上升率比曲線g12所示的基本目標扭矩(要求扭矩)小,進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制。此外,在本實施方式中,扭矩控制部65在像這樣限制發(fā)動機扭矩的上升的同時,使發(fā)動機扭矩的上升率比曲線g14所示的比較例的目標扭矩大,以確保車輛的加速性能(參照曲線g15)。
特別是,在本實施方式中,扭矩控制部65考慮了車輛傳遞系統(tǒng)、即彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的振動特性(參照圖2)來進行與振動特性相應的發(fā)動機扭矩的上升的限制,從而適當?shù)匾种萍铀贂r的振動,并且不會必要以上地限制發(fā)動機扭矩的上升而確保加速性能。具體地說,扭矩控制部65控制發(fā)動機扭矩的上升率,以分別應對在加速時成為振動的發(fā)生原因的上述的傳遞系統(tǒng)的消隙、動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動、傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)、以及扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds的復原。這種情況下,在本實施方式中,如圖6所示,扭矩控制部65規(guī)定5個控制模式0~4,在各個控制模式下單獨地控制發(fā)動機扭矩的上升率(參照箭頭a1)。另外,控制模式0~2下的扭矩控制相當于本發(fā)明中的“第1扭矩控制”,控制模式3~4下的扭矩控制相當于本發(fā)明中的“第2扭矩控制”。
首先,在加速開始之后的控制模式0下(時刻t11~時刻t12),扭矩控制部65進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以抑制傳遞發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)的消隙時產(chǎn)生的振動。由此,慢慢地進行傳遞系統(tǒng)的消隙,在消隙時不會產(chǎn)生大的振動(特別是聲音)。
接著,扭矩控制部65在控制模式1下(時刻t12~時刻t13)進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以創(chuàng)造出動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的開始條件(即初始狀態(tài))、具體地說是控制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速。由此,將動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速限制在規(guī)定速度以下,提高之后執(zhí)行的抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的控制的控制性。
接著,扭矩控制部65在控制模式2下(時刻t13~時刻t14),在動力傳動系統(tǒng)pt正發(fā)生翻轉(zhuǎn)運動時進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以抑制該翻轉(zhuǎn)運動。由此,控制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)速度、也就是以較低的速度進行翻轉(zhuǎn)運動,使第1發(fā)動機架mt1迅速成為衰減狀態(tài),動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動收斂。
另外,發(fā)動機架mt與傳動軸ds相比,由柔軟的材料形成,所以通過如上述那樣限制發(fā)動機扭矩的上升以抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動(控制模式2),能夠適當?shù)貞獙鲃虞Sds的扭轉(zhuǎn)。即,通過進行控制以抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動,能夠使傳動軸ds慢慢地扭轉(zhuǎn),能夠抑制傳動軸ds的扭轉(zhuǎn)所導致的振動。
接著,扭矩控制部65在控制模式3下(時刻t14~時刻t15),將上述的發(fā)動機扭矩的上升的限制解除,進行使發(fā)動機扭矩上升的控制,以將由于從發(fā)動機e傳遞的扭矩而扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds復原時產(chǎn)生的反力抵消。具體地說,扭矩控制部65進行使發(fā)動機扭矩上升的控制,以使動力傳動系統(tǒng)pt產(chǎn)生至少比扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds復原時傳遞到動力傳動系統(tǒng)pt的力(將動力傳動系統(tǒng)pt向后方推回的力)大的向前的力。例如,扭矩控制部65以與基本目標扭矩(要求扭矩)的上升率同程度的上升率、或者比基本目標扭矩的上升率大的上升率使發(fā)動機扭矩上升。由此,抑制扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds的反力所帶來的影響,具體地說,抑制動力傳動系統(tǒng)pt被傳動軸ds的反力向后方推回,保持對動力傳動系統(tǒng)pt朝向推進方向施加力的狀態(tài)。由此,防止了動力傳動系統(tǒng)pt被傳動軸ds的反力向后方推回而動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動等再次發(fā)生。
接著,扭矩控制部65在控制模式4下(時刻t15~時刻t16),進行使發(fā)動機扭矩上升的控制,以使發(fā)動機扭矩到達作為要求扭矩的基本目標扭矩。例如,扭矩控制部65以與基本目標扭矩的上升率同程度的上升率、或者比基本目標扭矩的上升率大的上升率使發(fā)動機扭矩上升。此外,隨著實際的發(fā)動機扭矩接近基本目標扭矩,扭矩控制部65將發(fā)動機扭矩的上升率減小。由此,順暢地使發(fā)動機扭矩達到與油門開度相應的基本目標扭矩,提高加速性能。
另外,扭矩控制部65基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化切換上述那樣的控制模式0~4的扭矩控制。具體地說,扭矩控制部65基于從曲炳角傳感器100輸入的檢測信號s100,求出曲柄軸25的角速度、角加速度及角躍度(即角加加速度)的至少1個以上,基于這些角速度、角加速度及角躍度的至少1個以上,切換控制模式0~4,使發(fā)動機扭矩的上升率變化。這種情況下,扭矩控制部65基于角速度、角加速度及角躍度的至少1個以上,判定在發(fā)動機系統(tǒng)中發(fā)生的傳遞系統(tǒng)的消隙、動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動、以及扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds的復原(特別是判定這些現(xiàn)象的發(fā)生定時及/或結(jié)束定時),根據(jù)其結(jié)果切換控制模式0~4。
此外,即使正在執(zhí)行控制模式0~4的某一個,當從油門開度開始上升到經(jīng)過規(guī)定時間(例如100~400ms程度的時間)時,扭矩控制部65將與控制模式0~4的某一個相應的扭矩控制中止,執(zhí)行與基本目標扭矩相應的通常的扭矩控制?;旧?,控制模式0~4的扭矩控制被設定為在從油門開度開始上升起的規(guī)定時間以內(nèi)結(jié)束,即,通過執(zhí)行控制模式0~4的扭矩控制,使加速時的振動在規(guī)定時間以內(nèi)收斂。但是,根據(jù)狀況不同,有時即使執(zhí)行控制模式0~4的扭矩控制,振動也不容易收斂,這種情況下,從確保加速性能的觀點出發(fā),將控制模式0~4的扭矩控制在中途結(jié)束,執(zhí)行與基本目標扭矩相應的通常的扭矩控制。
接著,參照圖7,更具體地說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制。圖7是表示執(zhí)行本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的情況下得到的各種參數(shù)的時間變化的時序圖的一例。
圖7(a)表示油門開度的時間變化,圖7(b)表示傳動軸ds的扭矩的時間變化,圖7(c)表示第1發(fā)動機架mt1的前后方向上的相位(即前后方向的移動量)的時間變化,圖7(d)表示控制模式的時間推移,圖7(e)表示發(fā)動機扭矩的時間變化,圖7(f)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的時間變化,圖7(g)表示關于曲柄軸25的角速度在時間軸上相鄰的角速度的變化比的時間變化,圖7(h)表示曲柄軸25的角躍度(角加加速度)的時間變化。
在此,如圖7(a)所示,說明在時刻t21踩下油門踏板而使處于減速狀態(tài)的車輛變?yōu)榧铀贍顟B(tài)的情況。圖7(b)所示的傳動軸ds的扭矩例如通過在傳動軸ds上附加的形變儀等來計測。圖7(c)所示的第1發(fā)動機架mt1的相位以“0”為基準位置,當?shù)?發(fā)動機架mt1向前方移動時,成為比“0”小的值。在圖7(e)中,虛線表示基本目標扭矩(要求扭矩)的時間變化,實線表示本實施方式的振動抑制用目標扭矩的時間變化。圖7(f)所示的發(fā)動機轉(zhuǎn)速是由pcm60從曲炳角傳感器100的檢測信號s100求出的值,7(g)、(h)所示的角速度的變化比及角躍度是由pcm60從該發(fā)動機轉(zhuǎn)速求出的值。這種情況下,pcm60將基于本次從曲炳角傳感器100輸入的檢測信號s100求出的角速度除以基于上次從曲炳角傳感器100輸入的檢測信號s100求出的角速度,并將得到的值作為角速度的變化比。該角速度的變化比是表示角加速度的參數(shù)。角加速度是用絕對值表示角速度的變化程度的參數(shù),而角速度的變化比是表示在作為離散值取得的角速度中、角速度的本次值和上次值的相對值的參數(shù)。
首先,在時刻t21油門開度開始上升時,pcm60的扭矩控制部65設定控制模式0,進行限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以抑制傳遞發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)在消隙時產(chǎn)生的振動。具體地說,扭矩控制部65在控制模式0下抑制消隙時的振動,并且賦予必要最小限度的發(fā)動機扭矩來完成消隙,以迅速地完成消隙。例如,在3~4程度的燃燒循環(huán)中,扭矩控制部65控制為賦予0n附近的發(fā)動機扭矩。該0n附近的扭矩相當于飛輪fw中產(chǎn)生的扭矩,在發(fā)動機e中從活塞23實際傳遞到曲柄軸25的力是100n左右。
接著,在傳遞系統(tǒng)的消隙結(jié)束之后,動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動開始。像這樣,動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動開始時,如圖7(c)中的箭頭a21所示,第1發(fā)動機架mt1的相位從基準位置(“0”)向前方偏移、或者第1發(fā)動機架mt1的相位從上升狀態(tài)轉(zhuǎn)移到下降狀態(tài)。這種情況下,如果動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動開始,則曲柄軸25的角速度開始上升。因此,扭矩控制部65在曲柄軸25的角速度開始上升的定時,判斷為動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動開始,從控制模式0切換到控制模式1。具體地說,扭矩控制部65在角躍度為正的值、且角速度的變化比超過1以上的第1規(guī)定值(例如1.01)時(時刻t22),從控制模式0切換到控制模式1,開始限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以控制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速。這種情況下,扭矩控制部65在控制模式1下,使發(fā)動機扭矩以較小的上升率上升(該發(fā)動機扭矩的上升率事先適當決定即可),以使動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速成為規(guī)定速度以下。此外,翻轉(zhuǎn)運動的初速所采用的規(guī)定速度,基于使動力傳遞系統(tǒng)pt進行幾乎不產(chǎn)生振動(沖振)那樣的翻轉(zhuǎn)運動的觀點來決定。基本上,扭矩控制部65使控制模式1下的發(fā)動機扭矩的上升率比上述的控制模式0下的發(fā)動機扭矩的上升率小。
接著,扭矩控制部65在動力傳動系統(tǒng)pt正在發(fā)生翻轉(zhuǎn)運動的規(guī)定的定時,從控制模式1切換到控制模式2,以進行直接抑制該翻轉(zhuǎn)運動的控制。具體地說,扭矩控制部65在角躍度為正的值、且角速度的變化比超過比上述第1規(guī)定值大的第2規(guī)定值(例如1.02)時(時刻t23),從控制模式1切換到控制模式2,開始限制發(fā)動機扭矩的上升的控制,以抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動。這種情況下,扭矩控制部65在控制模式2下,為了使第1發(fā)動機架mt1迅速成為衰減狀態(tài)而使動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動收斂,以比較小的上升率使發(fā)動機扭矩上升(該發(fā)動機扭矩的上升率事先適當?shù)貨Q定即可),以使動力傳動系統(tǒng)pt以較低的速度進行翻轉(zhuǎn)運動?;旧?,扭矩控制部65使控制模式2下的發(fā)動機扭矩的上升率比上述控制模式1下的發(fā)動機扭矩的上升率小。
接著,動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動結(jié)束后,扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds復原而產(chǎn)生反力。這種情況下,在圖7(c)中的箭頭a22所示的定時,第1發(fā)動機架mt1向前方的移動停止,動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動結(jié)束。此外,在該定時,如圖7(b)中的箭頭a23所示,對傳動軸ds賦予的扭矩較大,傳動軸ds較大地扭轉(zhuǎn)。由此可以推測出,在這之后傳動軸ds立即復原而產(chǎn)生反力。像這樣,在動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動結(jié)束而將要產(chǎn)生傳動軸ds的反力的定時,曲柄軸25的角速度從上升變?yōu)橄陆?即,角躍度從正值變?yōu)樨撝?。
因此,扭矩控制部65在曲柄軸25的角速度從上升狀態(tài)變?yōu)橄陆禒顟B(tài)的定時,判斷為動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動結(jié)束、并且之后產(chǎn)生傳動軸ds的反力,從控制模式2切換到到控制模式3。具體地說,扭矩控制部65在角躍度成為規(guī)定值(0或0附近的負值)以下、且角速度的變化比開始下降時(時刻t24),從控制模式2切換到控制模式3,開始使發(fā)動機扭矩上升的控制,以將傳動軸ds復原時產(chǎn)生的反力抵消。這種情況下,扭矩控制部65在控制模式3下,以比較大的上升率使發(fā)動機扭矩上升,以抑制動力傳動系統(tǒng)pt被傳動軸ds的反力推回到后方,保持朝向推進方向?qū)恿鲃酉到y(tǒng)pt施加力的狀態(tài)(該發(fā)動機扭矩的上升率事先適當?shù)貨Q定即可)。例如,扭矩控制部65按照與基本目標扭矩(要求扭矩)的上升率同程度的上升率、或者比基本目標扭矩的上升率大的上升率使發(fā)動機扭矩上升?;旧希ぞ乜刂撇?5使控制模式3下的發(fā)動機扭矩的上升率比上述控制模式2下的發(fā)動機扭矩的上升率大。
接著,扭矩控制部65在扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds復原時的反力的影響被抑制的定時,從上述的控制模式3切換到控制模式4。具體地說,扭矩控制部65在角速度的變化比大體為1、且角躍度開始上升時(時刻t25),判斷為傳動軸ds的反力的影響被抑制,從控制模式3切換到控制模式4,開始使發(fā)動機扭矩上升的控制,以到達基本目標扭矩(要求扭矩)。例如,扭矩控制部65按照與基本目標扭矩的上升率同程度的上升率、或者比基本目標扭矩的上升率大的上升率使發(fā)動機扭矩上升。作為一例,扭矩控制部65使控制模式4下的發(fā)動機扭矩的上升率比上述的控制模式3下的發(fā)動機扭矩的上升率大。
然后,在時刻t26,由于從油門開度開始上升起(換言之,從開始用于抑制加速時的振動的本實施方式的控制起)經(jīng)過了規(guī)定時間,所以扭矩控制部65結(jié)束上述的控制模式4下的控制,執(zhí)行與基本目標扭矩相應的通常的扭矩控制。
另外,在控制模式3及4下進行使發(fā)動機扭矩上升的控制的情況下,控制發(fā)動機扭矩的上升率即可,以使車輛加速時產(chǎn)生的躍度成為規(guī)定的限制值以下。從加速感受的觀點出發(fā),該躍度的限制值根據(jù)車輛的齒輪級和油門開度的大小等設定即可。
[流程圖]
接著,參照圖8及圖9,說明在本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制中執(zhí)行的具體的控制處理。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機扭矩控制的整體處理的流程圖。該流程在車輛點火、發(fā)動機的控制裝置(pcm60)被接入電源的情況下起動,以規(guī)定的周期反復執(zhí)行。
首先,在步驟s1中,pcm60取得車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。具體地說,pcm60取得包括由油門開度傳感器97檢測的油門開度、由車速傳感器98檢測的車速、由曲炳角傳感器100檢測的曲炳角、車輛的變速器當前設定的齒輪級等在內(nèi)的、由上述的各種傳感器97、98、100~110輸出的檢測信號s97、s98、s100~110等,作為運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
接著,在步驟s2中,pcm60基于在步驟s1中取得的包含油門踏板的操作等在內(nèi)的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài),設定目標加速度。具體地說,pcm60的扭矩控制部65從對于各種車速及各種齒輪級規(guī)定的加速度特性映射圖(預先制作并保存在存儲器等)之中,選擇與當前的車速及齒輪級對應的加速度特性映射圖,參照所選擇的加速度特性映射圖,決定與當前的油門開度對應的目標加速度。
接著,在步驟s3中,pcm60的扭矩控制部65決定用于實現(xiàn)在步驟s2中決定的目標加速度的發(fā)動機e的基本目標扭矩。這種情況下,扭矩控制部65基于當前的車速、齒輪級、路面坡度、路面μ等,在發(fā)動機e可輸出的扭矩的范圍內(nèi)決定基本目標扭矩。
接著,在步驟s4中,扭矩控制部65判定執(zhí)行本實施方式的用于抑制加速時的振動的發(fā)動機扭矩控制(以下稱作“振動抑制控制”)的條件是否成立。具體地說,扭矩控制部65在油門踏板被踩下而車輛從減速狀態(tài)變?yōu)榧铀贍顟B(tài)的情況下,判定為振動抑制控制的執(zhí)行條件成立(步驟s4:是)。這種情況下,進入步驟s5,扭矩控制部65為了執(zhí)行振動抑制控制,決定將步驟s3中決定的基本目標扭矩變更后的新的目標扭矩(以下將該目標扭矩稱作“振動抑制用扭矩”,將決定振動抑制用扭矩的處理稱作“振動抑制用扭矩決定處理”)。然后,進入步驟s6。另一方面,在振動抑制控制的執(zhí)行條件不成立的情況下(步驟s4:否),不執(zhí)行步驟s5而進入步驟s6。
在步驟s6中,扭矩控制部65決定應該從發(fā)動機e最終輸出的最終目標扭矩。具體地說,扭矩控制部65在執(zhí)行了步驟s5的情況下,將步驟s5中決定的振動抑制用扭矩決定為最終目標扭矩,在未執(zhí)行步驟s5的情況下,將步驟s4中決定的本目標扭矩決定為最終目標扭矩。
接著,在步驟s7中,扭矩控制部65對燃料噴射閥20進行控制,以使發(fā)動機e輸出在步驟s6中決定的最終目標扭矩。具體地說,首先,扭矩控制部65基于最終目標扭矩及發(fā)動機轉(zhuǎn)速,設定應該從燃料噴射閥20噴射的要求噴射量,基于該要求噴射量及發(fā)動機轉(zhuǎn)速,設定燃料的噴射樣式及燃壓。然后,扭矩控制部65基于這樣設定的噴射樣式及燃壓,對燃料噴射閥20進行控制。
另外,根據(jù)油門開度的大小和油門開度的變化速度及齒輪級等,設定用于限制車輛所產(chǎn)生的躍度的限制值,并限制目標加速度以使車輛所產(chǎn)生的躍度不超過該限制值即可?;蛘?,限制基本目標扭矩或最終目標扭矩,以使得車輛所產(chǎn)生的躍度不超過該限制值即可。
接著,參照圖9,說明在圖8的步驟s5中執(zhí)行的振動抑制用扭矩決定處理。圖9是表示本發(fā)明的實施方式的振動抑制用扭矩決定處理的流程圖。該流程也由pcm60(特別是扭矩控制部65)反復執(zhí)行。
首先,在步驟s501中,扭矩控制部65判定從油門開度開始上升起(換言之,從開始振動抑制控制起)是否經(jīng)過了規(guī)定時間。例如,將該規(guī)定時間使得為100~400ms左右的時間。經(jīng)過了規(guī)定時間的情況下(步驟s501:是),結(jié)束振動抑制用扭矩決定處理,未經(jīng)過規(guī)定時間的情況下(步驟s501:否),進入步驟s502。
在步驟s502中,扭矩控制部65基于從曲炳角傳感器100輸入的檢測信號s100,關于曲柄軸25的角速度,求出在時間軸上相鄰的角速度的變化比和曲柄軸25的角躍度。
接著,在步驟s503中,扭矩控制部65判定執(zhí)行控制模式0下的扭矩控制的條件(模式0執(zhí)行條件)是否成立。該模式0執(zhí)行條件是角速度的變化比低于1以上的第1規(guī)定值(例如1.01)、或者角躍度為負值的條件。模式0執(zhí)行條件除了這樣的角速度的變化比及角躍度的條件之外,還可以附加當前沒有控制模式1~4下的扭矩控制這一條件。由此,設定為控制模式0的情況下,持續(xù)控制模式0下的扭矩控制,直到后述的模式1執(zhí)行條件成立為止即可。
模式0執(zhí)行條件成立的情況下(步驟s503:是),進入步驟s504,扭矩控制部65設定在控制模式0下的扭矩控制中適用的振動抑制用扭矩(模式0用扭矩)。具體地說,扭矩控制部65為了抑制傳遞發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)的消隙時產(chǎn)生的振動,設定限制發(fā)動機扭矩的上升率的模式0用扭矩。例如,扭矩控制部65將上述那樣的0n附近的扭矩設定為模式0用扭矩。此外,扭矩控制部65根據(jù)當前設定的齒輪級使模式0用扭矩變化。這種情況下,扭矩控制部65在低速齒輪(2速或3速等)時,使模式0用扭矩比高速齒輪(4速或5速等)小。
另一方面,模式0執(zhí)行條件不成立的情況下(步驟s503:否),進入步驟s505,扭矩控制部65判定執(zhí)行控制模式1下的扭矩控制的條件(模式1執(zhí)行條件)是否成立。該模式1執(zhí)行條件是角速度的變化比為1以上的第1規(guī)定值(例如1.01)以上、且角躍度為正值的條件。模式1執(zhí)行條件除了這樣的角速度的變化比及角躍度的條件之外,還可以附加當前正在執(zhí)行控制模式0或1下的扭矩控制這一條件(即,當前沒有執(zhí)行控制模式2~4下的扭矩控制)。由此,設定為控制模式0的情況下,當上述的角速度的變化比及角躍度的條件成立時,從控制模式0切換到控制模式1,設定為控制模式1的情況下,繼續(xù)控制模式1下的扭矩控制,直到后述的模式2執(zhí)行條件成立為止即可。
模式1執(zhí)行條件成立的情況下(步驟s505:是),進入步驟s506,扭矩控制部65設定在控制模式1下的扭矩控制中適用的振動抑制用扭矩(模式1用扭矩)。具體地說,扭矩控制部65為了控制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速,設定限制發(fā)動機扭矩的上升率的模式1用扭矩。特別是,扭矩控制部65設定使動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速成為規(guī)定速度以下的模式1用扭矩。此外,扭矩控制部65根據(jù)當前設定的齒輪級使模式1用扭矩變化。這種情況下,扭矩控制部65也使得低速齒輪時與高速齒輪時相比模式1用扭矩更小。進而,扭矩控制部65將模式1用扭矩設定為,使得控制模式1下的發(fā)動機扭矩的上升率比控制模式0下的發(fā)動機扭矩的上升率更小。
另一方面,在模式1執(zhí)行條件不成立的情況下(步驟s505:否),進入步驟s507,扭矩控制部65判定執(zhí)行控制模式2下的扭矩控制的條件(模式2執(zhí)行條件)是否成立。該模式2執(zhí)行條件是角速度的變化比為比第1規(guī)定值大的第2規(guī)定值(例如1.02)以上、且角躍度為正值的條件。模式2執(zhí)行條件除了這樣的角速度的變化比及角躍度的條件之外,還可以附加當前正在執(zhí)行控制模式1或2下的扭矩控制這一條件(即,當前沒有執(zhí)行控制模式0、1、3下的扭矩控制)。由此,設定為控制模式1的情況下,當上述的角速度的變化比及角躍度的條件成立時,從控制模式1切換到控制模式2,設定為控制模式2的情況下,繼續(xù)控制模式2下的扭矩控制,直到后述的模式3執(zhí)行條件成立為止即可。
模式2執(zhí)行條件成立的情況下(步驟s507:是),進入步驟s508,扭矩控制部65設定在控制模式2下的扭矩控制中適用的振動抑制用扭矩(模式2用扭矩)。具體地說,扭矩控制部65為了抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動,設定限制發(fā)動機扭矩的上升率的模式2用扭矩。特別是,扭矩控制部65設定使動力傳動系統(tǒng)pt在規(guī)定速度以下進行翻轉(zhuǎn)運動的模式2用扭矩。此外,扭矩控制部65按照當前設定的齒輪級使模式2用扭矩變化。這種下,扭矩控制部65使模式2用扭矩在低速齒輪下比高速齒輪小。進而,扭矩控制部65將模式2用扭矩設定為,使控制模式2下的發(fā)動機扭矩的上升率比控制模式1下的發(fā)動機扭矩的上升率小。
另一方面,在模式2執(zhí)行條件不成立的情況下(步驟s507:否),進入步驟s509,扭矩控制部65判定執(zhí)行控制模式3下的扭矩控制的條件(模式3執(zhí)行條件)是否成立。該模式3執(zhí)行條件是角速度的變化比下降、且角躍度為規(guī)定值(0或0附近的負值)以下的條件。模式3執(zhí)行條件除了這樣的角速度的變化比及角躍度的條件之外,還可以附加當前正在執(zhí)行控制模式2或3下的扭矩控制這一條件(即,當前沒有執(zhí)行控制模式0、1、4下的扭矩控制)。由此,設定為控制模式2的情況下,當上述的角速度的變化比及角躍度的條件成立時,從控制模式2切換到控制模式3,設定為控制模式3的情況下,繼續(xù)控制模式3下的扭矩控制,直到后述的模式4執(zhí)行條件成立即可。
模式3執(zhí)行條件成立的情況下(步驟s509:是),進入步驟s510,扭矩控制部65設定在控制模式3下的扭矩控制中適用的振動抑制用扭矩(模式3用扭矩)。具體地說,扭矩控制部65設定使發(fā)動機扭矩上升的模式3用扭矩,以將傳動軸ds復原時產(chǎn)生的反力抵消。這種情況下,扭矩控制部65設定模式3用扭矩,以抑制動力傳動系統(tǒng)pt被傳動軸ds的反力向后方推回,從而保持朝向推進方向?qū)恿鲃酉到y(tǒng)pt施加力的狀態(tài)。此外,扭矩控制部65按照當前設定的齒輪級使模式3用扭矩變化。這種情況下,扭矩控制部65使模式3用扭矩在低速齒輪時比高速齒輪小。進而,扭矩控制部65將模式3用扭矩設定為,使控制模式3下的發(fā)動機扭矩的上升率比控制模式2下的發(fā)動機扭矩的上升率大。例如,扭矩控制部65將模式3用扭矩設定為,使控制模式3下的發(fā)動機扭矩的上升率成為基本目標扭矩的上升率以上。
另一方面,模式3執(zhí)行條件不成立的情況下(步驟s509:否),進入步驟s511,扭矩控制部65判定執(zhí)行控制模式4下的扭矩控制的條件(模式4執(zhí)行條件)是否成立。該模式4執(zhí)行條件相當于用于判定是否處于振動發(fā)生已收斂的狀態(tài)的條件,是角速度的變化比大體為1、且角躍度上升的條件。模式4執(zhí)行條件除了這樣的角速度的變化比及角躍度的條件之外,還可以附加當前正在執(zhí)行控制模式3或4的扭矩控制的條件(即,當前沒有執(zhí)行控制模式0~2下的扭矩控制)。由此,設定為控制模式3的情況下,當上述的角速度的變化比及角躍度的條件成立時,從控制模式3切換到控制模式4,設定為控制模式4的情況下,繼續(xù)控制模式4下的扭矩控制,直到從油門開度開始上升起經(jīng)過了規(guī)定時間即可。
模式4執(zhí)行條件成立的情況下(步驟s511:是),進入步驟s512,扭矩控制部65設定在控制模式4下的扭矩控制中的振動抑制用扭矩(模式4用扭矩)。具體地說,扭矩控制部65設定使發(fā)動機扭矩上升的模式4用扭矩,以使發(fā)動機扭矩達到基本目標扭矩。這種情況下,扭矩控制部65也按照當前設定的齒輪級使模式4用扭矩變化。即,扭矩控制部65使模式4用扭矩在低速齒輪時比高速齒輪小。進而,扭矩控制部65將模式4用扭矩設定為,使控制模式4下的發(fā)動機扭矩的上升率比控制模式3下的發(fā)動機扭矩的上升率大。例如,扭矩控制部65將模式4用扭矩設定為,使控制模式4下的發(fā)動機扭矩的上升率成為基本目標扭矩的上升率以上。
另一方面,模式4執(zhí)行條件不成立的情況下(步驟s511:否),結(jié)束振動抑制用扭矩決定處理。
另外,也可以事先進行試驗或模擬,決定最佳的模式1用扭矩~模式4用扭矩,在圖9的振動抑制用扭矩決定處理中,分別設定這樣決定的模式1用扭矩~模式4用扭矩。特別是,可以事先決定應該對各種齒輪級應用的模式1用扭矩~模式4用扭矩。此外,不僅是齒輪級,也可以分別決定與車速相應的模式1用扭矩~模式4用扭矩。
[作用效果]
接下來,說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的作用效果。
根據(jù)本實施方式,基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化(曲柄軸25的角速度、角加速度、角躍度的至少1個以上),判定在發(fā)動機系統(tǒng)中發(fā)生的傳遞系統(tǒng)的消隙、動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動、以及扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds的復原,根據(jù)其判定結(jié)果來單獨地限制發(fā)動機扭矩的上升,所以能夠適當?shù)匾种七@些現(xiàn)象導致的各種振動。這種情況下,在本實施方式下,為了進行與成為振動的原因的現(xiàn)象相應的扭矩限制,與不考慮成為振動的原因的現(xiàn)象而進行扭矩限制的比較例相比,不會必要以上地限制發(fā)動機扭矩的上升,能夠緩和整體上的扭矩限制、即能夠增大加速時的發(fā)動機扭矩的上升率,能夠提高車輛的加速性能(加速響應性)。
具體地說,在本實施方式中,在加速開始后,限制發(fā)動機扭矩的上升以抑制傳遞發(fā)動機扭矩的傳遞系統(tǒng)的消隙時產(chǎn)生的振動,所以能夠適當?shù)匾种圃撓稌r產(chǎn)生的振動。接著,在動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動開始時,限制發(fā)動機扭矩的上升以控制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的初速,所以能夠提高動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動的控制性,結(jié)果,容易抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動。接著,在動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動中,限制發(fā)動機扭矩的上升以抑制該翻轉(zhuǎn)運動,所以能夠使動力傳動系統(tǒng)pt以較低的速度進行翻轉(zhuǎn)運動,使第1發(fā)動機架mt1迅速成為衰減狀態(tài),能夠使動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動適當?shù)厥諗俊?/p>
接著,在本實施方式中,將發(fā)動機扭矩的上升的限制而使發(fā)動機扭矩上升,將由于從發(fā)動機e傳遞的扭矩而扭轉(zhuǎn)的傳動軸ds復原時產(chǎn)生的力抵消,所以能夠抑制動力傳動系統(tǒng)pt被傳動軸ds的反力向后方推回,保持朝向推進方向?qū)恿鲃酉到y(tǒng)pt施加力的狀態(tài)。由此,能夠抑制動力傳動系統(tǒng)pt的翻轉(zhuǎn)運動等再次發(fā)生。接著,使發(fā)動機扭矩,以使發(fā)動機扭矩達到與油門開度相應的要求扭矩(基本目標扭矩),所以能夠使發(fā)動機扭矩迅速達到與油門開度相應的要求扭矩,提高加速性能。
[變形例]
在上述的實施方式中,對于作為柴油發(fā)動機的發(fā)動機e應用了本發(fā)明,但是本發(fā)明的應用不限于此。本發(fā)明也可以應用于汽油發(fā)動機。
此外,在上述的實施方式中,對于將動力傳動系統(tǒng)pt以鐘擺方式固定到車體的構成應用了本發(fā)明,但是本發(fā)明還能夠應用于將動力傳動系統(tǒng)pt以鐘擺方式以外的安裝方式固定到車體的構成。