JP-2026076592-A - エンジンの制御装置

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Abstract

【課題】空調用の冷媒を圧縮するコンプレッサーの駆動に伴い、走行中の車両に生じることがある振動を抑制する。【解決手段】制御装置は、エンジン、エンジンを駆動源とする空調用の冷媒を圧縮するコンプレッサーとを備え、走行状態にある車両において、運転者の操作に基づく要求トルクに、コンプレッサーの駆動状態の変化に伴う空調負荷トルクの変化を反映させる空調負荷トルク補正制御を実行する。空調負荷トルク補正制御は、コンプレッサーの駆動解除状態から駆動状態への移行時に吸入空気量を増量させて実空気量トルクを増大させ、コンプレッサーの駆動状態から駆動解除状態への移行時に吸入空気量を減量させて実空気量トルクを低下させる第１のトルク補正制御、コンプレッサーの駆動解除状態から駆動状態への移行時及び駆動状態から駆動解除状態への移行時に点火時期を遅角させて実空気量トルクを低下させる第２のトルク補正制御を含む。【選択図】図２

Inventors

浅田宗志

Assignees

トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (4)

エンジンと、当該エンジンを駆動源とする空調用の冷媒を圧縮するコンプレッサーとを備え、走行状態にある車両において、運転者の操作に基づいて算出される要求トルクに、前記コンプレッサーの駆動状態の変化に伴う空調負荷トルクの変化を反映させる空調負荷トルク補正制御を実行するエンジンの制御装置であって、前記空調負荷トルク補正制御は、前記コンプレッサーが駆動解除状態から駆動状態へ移行するときに吸入空気量を増量させて実空気量トルクを増大させるとともに、前記コンプレッサーが駆動状態から駆動解除状態に移行するときに吸入空気量を減量させて前記実空気量トルクを低下させる第１のトルク補正制御と、前記コンプレッサーが駆動解除状態から駆動状態へ移行するとき及び前記コンプレッサーが駆動状態から駆動解除状態へ移行するときに点火時期を遅角させて前記実空気量トルクを低下させて前記空調負荷トルクに対応するトルク目標値を設定する第２のトルク補正制御と、を含む、エンジンの制御装置。
前記車両は、シフト装置と、少なくとも低速側のギヤ位置、高速側のギヤ位置及び後退ギヤ位置を選択することができる変速装置を備え、前記制御装置は、前記シフト装置によって停止位置以外のシフト位置が選択され、前記変速装置によって、低速側のギヤ位置又は後退ギヤ位置が選択され、かつ、アクセルの踏込量が予め設定された閾値以下であるときに前記車両が走行状態にあると判定する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
前記制御装置は、前記実空気量トルクと、前記第２のトルク補正制御における前記トルク目標値との差分が予め設定された所定値以下となった場合に前記第２のトルク補正制御を終了させる、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
前記制御装置は、前記コンプレッサーの駆動状態を変化させる指示後に所定時間が経過したときに前記第２のトルク補正制御を終了させる、請求項１に記載のエンジンの制御装置。

Description

本発明はエンジンの制御装置に関する。従来、空調用の冷媒を圧縮するコンプレッサーの駆動に伴うエンジン負荷の変化を考慮して、エンジンのアイドル運転時の目標回転数を制御することが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、エンジンの回転変動を好適に抑制することができる。特開２０１５－２０３３３４号公報図１は実施形態のエンジンの制御装置が適用されるエンジンの概略図である。図２は実施形態のエンジンの制御装置によって実行される空調負荷トルク補正制御の内容を示すタイムチャートの一例である。図３は実施形態において実施される空調負荷トルク補正制御の処理の流れを示すブロック図である。図４は実施形態のエンジンの制御装置が実行する空調負荷トルク補正制御の一例を示すフローチャートである。図５Ａはコンプレッサーの駆動状態の変化が連続的に生じたときの制御の様子を説明するタイムチャートの一例である。図５Ｂは、コンプレッサーの駆動状態の変化が短期間で生じたときの制御の様子を示すタイムチャートの一例である。（実施形態）以下、図面を参照して実施形態について説明する。［エンジンの構成］図１を参照して、実施形態のエンジン１００の概略構成について説明する。エンジン１００の各種制御は、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０によって実行される。エンジン１００は、シリンダブロック内に複数のシリンダ２を備える（図１では１つのシリンダ２のみを図示）。各シリンダ２内には、ピストン３が摺動可能に収容されている。ピストン３は、シリンダブロックの上側に配置されたシリンダヘッドとの間に燃焼室２ａを形成している。ピストン３は、コンロッド４を介してクランクシャフト５と接続されている。燃焼室２ａには、筒内に燃料を噴射するインジェクタ６と点火プラグ７が設けられている。インジェクタ６から噴射された燃料は、燃焼室２ａ内で混合気とされ、点火プラグ７によって点火される。点火された混合気が燃焼して爆発すると、ピストン３が押し下げられる。押し下げられたピストン３は、その爆発力を、コンロッド４を介してクランクシャフト５に伝達し、クランクシャフト５を回転させる。エンジン１００には、クランク角を検出するクランク角センサ１５が設けられている。エンジン１００は、燃焼室２ａに臨むように設けられた吸気ポート８と排気ポート９を備える。吸気ポート８には、吸気管１０が接続されている。排気ポート９には排気管１１が接続されている。吸気管１０には、吸気の流れの上流側から順にエアクリーナ１２、エアフロメータ１３、スロットル弁１７及び吸気マニホールド１８が設けられている。エアフロメータ１３は、吸気管１０内を流れる空気の量を検出する。スロットル弁１７は、燃焼室２ａ内へ送り込まれる空気の量を調整する。吸気管１０は、吸気マニホールド１８で分岐され、各気筒の吸気ポート８に接続されている。排気管１１には、排気の流れの上流側から順に排気マニホールド２０、触媒２１が設けられている。触媒２１は、排気浄化を行う。エンジン１００は、吸気ポート８を開閉する吸気弁２３と排気ポート９を開閉する排気弁２４を備える。吸気弁２３は、動弁機構２５によって開閉される。排気弁２４は、動弁機構２６によって開閉される。エンジン１００は、空調装置（Air Conditioner、以下、単にＡＣという）３０に用いられる冷媒を圧縮するコンプレッサー３１と接続される。コンプレッサー３１は、クラッチ３１ａを介してクランクシャフト５と接続されている。コンプレッサー３１は、クラッチ３１ａの結合状態によって駆動状態が変化する。以下の説明において、コンプレッサー３１の駆動負荷分のトルクを空調負荷トルクと称する。ＡＣ３０は、冷媒の圧力を測定する冷媒圧力センサ３２ａと冷媒の温度を測定する冷媒温度センサ３２ｂを含む。また、ＡＣ３０は、空調制御ユニット３３を含む。本実施形態のＡＣ３０は、固定容量ＡＣである。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによりエンジン１００を制御する。記憶装置には、制御に用いられるプログラムやマップが格納されている。ＥＣＵ５０は、プログラムを実行することで要求トルク算出部５１及び空調負荷トルク補正部５２として機能する。空調負荷トルク補正部５２には、計時部５３、点火時期制御部５４及びスロットル制御部５５が含まれる。点火時期制御部５４には差分算出部５６が含まれる。ＥＣＵ５０は、エアフロメータ１３及びクランク角センサ１５と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、アクセルペダル５７の踏込量を測定するアクセル開度センサ５８と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、シフト装置５９におけるシフト位置を検出するシフトポジションセンサ６０、車両８０の速度を検出する車速センサ６１と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、車両８０が備える変速装置８１におけるギヤ位置を取得するギヤ位置情報取得部６２を備える。ＥＣＵ５０は、車両８０の走行状態や運転者のアクセルペダル５７の踏込量等に基いて変速装置８１のギヤの選択を行う。ギヤ位置情報取得部６２は、いずれのギヤが選択されているかの情報を取得する。要求トルク算出部５１は、運転者の操作に基づいてエンジン１００に求められる要求トルクを算出する。要求トルクは、クランク角センサ１５により取得されたエンジン回転数、車速センサ６１により取得された車速、アクセル開度センサ５８により取得されたアクセル踏込量等に基いて算出される。空調負荷トルク補正部５２は、空調負荷トルク補正制御を実行する。空調負荷トルク補正制御は、コンプレッサー３１の駆動状態の変化に伴う空調負荷トルクの変化を要求トルクに反映させる制御である。計時部５３は、空調負荷トルク補正制御を終了させるための期間を計測する。空調負荷トルク補正制御の終了は後に説明される。点火時期制御部５４は、エンジン１００の点火時期を制御する。スロットル制御部５５はスロットル弁１７の開度調整により吸入空気量を制御する。スロットル制御部５５は、空調負荷トルク補正制御以外のエンジン１００の各種制御においても、スロットル弁１７の開度調整をする。スロットル制御部５５は、空調負荷トルク制御において、吸入空気量を変化させる第１のトルク補正制御を実行する。第１のトルク補正制御は、エンジントルクが将来トルク目標値となるように、スロットル弁の開度調整をする。将来トルクは、吸入空気量を応答可能な範囲で調整して得ることができるエンジントルクである。将来トルクは、吸入空気量に由来するため、応答遅れがある。第１のトルク補正制御によって制御された吸入空気量に対応するトルクを、以下の説明において実空気量トルクと称する。実空気量トルクは、エアフロメータ１３によって検出された吸入空気量に基づいて把握することができる。点火時期制御部５４は、空調負荷トルク補正制御以外のエンジン１００の各種制御においても、点火プラグ７の点火時期を調整する。点火時期制御部５４は、空調負荷トルク制御において、点火時期を変化させる第２のトルク補正制御を実行する。第２のトルク補正制御は、エンジントルクが直近トルク目標値となるように、点火時期を制御する。直近トルクは、吸入空気量の応答遅れの影響を受けた実空気量トルクと空調負荷トルクとの乖離分を調整可能な範囲内で点火時期の調整により補償するエンジントルクである。直近トルクは、点火時期に由来するため、応答性が高く、瞬時に狙ったトルクが得られる。直近トルクは、点火時期を遅角することで低下する。第２のトルク補正制御によって制御された点火時期に対応するトルクを、以下の説明において実発生トルクと称する。本実施形態では、まず、第１のトルク補正制御によって実空気量トルクが得られる。そして、第２のトルク補正制御によって実空気量トルクを低下させることで、実発生トルクを狙った空調負荷トルクと一致させる。本実施形態では、実空気量トルクが実際に出力されることはなく実空気量トルクが補正された実発生トルクが出力される。差分算出部５６は、実空気量トルクと第２のトルク補正制御における直近トルク目標値との差分を算出する。この差分が所定値以下となった場合に、第２のトルク補正制御が終了となる。第２のトルク補正制御の終了については後に説明する。＜空調負荷トルク補正制御＞次に、図２から図４を参照して、空調負荷トルク補正制御について説明する。本実施形態では、空調負荷トルク補正制御の実行条件が設定されている（図４に示すフローチャートにおけるステップＳ１参照）。本実施形態では、以下の３つの条件が空調負荷トルク補正制御を実行する前提条件として規定されている。１つ目の条件は、シフト装置５９によって停止位置以外のシフト位置が選択されていることである。具体的に、シフト装置５９のＰ（Parking）位置、Ｎ（Neutral）位置以外が選択されていることである。この条件は、車両８０が走行可能な状態であることを規定する。２つ目の条件は、変速装置８１によって低速側のギヤ位置又は後退ギヤ位置が選択されていることである。例えば、ローギヤとセカンドギヤとが低速ギヤとして設定されている場合、これらのギヤが選択されている場合に低速側のギヤ位置が選択されている。この条件は、運転者が走行中の車両８０の振動を知覚し易い状態であること規定する。３つの目の条件は、アクセルの踏込量が予め設定された閾値以下であることである。例えば、アクセルの踏込量が閾値よりも大きい場合、車両８０の加速感と相俟って、運転者はコンプレッサー３１の駆動状態の変化に起因する振動を知覚し難い。３つ目の条件も、運転者が走行中の車両８０の振動を知覚し易い状態であることを規定する。次に、空調負荷トルク補正制御の概要が説明される。図４に示すフローチャートに基づいた詳細な説明はその後に行われる。空調負荷トルク補正制御は、ＡＣ３０の駆動状態が変化するときに実行される。具体的に、図２の時刻ｔ１においてＡＣＯＮ要求があったときと、図２の時刻ｔ３においてＡＣＯＦＦ要求があったときに実行される。図２には、将来トルク目標値、直近トルク目標値、実空気量トルク及び実発生トルクが示されている。将来トルク目標値は、太実線で描かれている。直近トルク目標値は、細実線で描かれている。実空気量トルクは、点線で描かれている。実発生トルクは、破線で描かれている。実発生トルクは、直近トルク目標値が得られるように点火時期制御が実行されることで得られる。点火時期制御の応答性は良好であるため直近目標トルクと実発生トルクは概ね重複している。ＡＣ３０は、空調制御ユニット３３の制御により駆動状態が変化する。ＡＣ３０は、時刻ｔ１でＡＣＯＮ要求があった後、時刻ｔ２でクラッチ３１ａの係合が行われる。つまり、ＡＣＯＮ要求があった後、クラッチ３１ａの係合が行われるまでには時刻ｔ１から時刻ｔ２までのディレー期間が設けられている。また、ＡＣ３０は、時刻ｔ３でＡＣＯＦＦ要求があった後、時刻ｔ４でクラッチ３１ａの係合が解除される。つまり、ＡＣＯＦＦ要求があった後、クラッチ３１ａの係合が解除されるまでには時刻ｔ３から時刻ｔ４までのディレー期間が設けられている。図３を参照すると目標点火時期と目標スロットル開度を設定するために、まず、運転者操作に基づく要求トルクが算出される。要求トルクはエンジン回転数、車速、アクセル踏込量は、運転者の操作に基づいて変化する。要求トルクはこれらのパラメータに基づいて算出される。要求トルクは、吸入空気量を制御することで得られる。要求トルクは、この時点における将来トルク目