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JP6550747B2 - Vehicle control device - Google Patents

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JP6550747B2
JP6550747B2 JP2014259638A JP2014259638A JP6550747B2 JP 6550747 B2 JP6550747 B2 JP 6550747B2 JP 2014259638 A JP2014259638 A JP 2014259638A JP 2014259638 A JP2014259638 A JP 2014259638A JP 6550747 B2 JP6550747 B2 JP 6550747B2
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儀明 田中
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亮介 日吉
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Description

本発明は、走行路の路面状態を検知して内燃機関の圧縮比を制御する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that detects a road surface condition of a traveling path to control a compression ratio of the internal combustion engine.

例えば、特許文献1には、車両が走行する走行路の道路形状に基づいて圧縮比を変更する技術が開示されている。この特許文献1においては、GPS信号や地図情報や道路交通情報から自車両が走行する道路形状データを解析し、解析された走行路の道路形状に応じて圧縮比が設定されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique of changing the compression ratio based on the road shape of the traveling path on which the vehicle travels. In Patent Document 1, road shape data on which the vehicle travels is analyzed from GPS signals, map information, and road traffic information, and a compression ratio is set according to the analyzed road shape of the travel path.

特開2011−256719号公報JP 2011-256719 A

しかしながら、実際の交通環境下における走行路の路面状態は、例えば天候などにより時々刻々と変化しており、予め決められた地図データによる道路形状に基づく圧縮比制御では、必ずしも現在の走行状態に適応した圧縮比制御とはならない場合がある。   However, the road surface condition of the traveling road under the actual traffic environment changes from moment to moment due to, for example, the weather, and compression ratio control based on the road shape based on predetermined map data does not necessarily adapt to the current driving condition. The compression ratio control may not be performed.

つまり、車両外部の環境に応じて車両走行中の圧縮比を制御するにあたっては、更なる改善の予知がある。   That is, there is a prediction of further improvement in controlling the compression ratio during traveling of the vehicle in accordance with the environment outside the vehicle.

本発明に係る車両の制御装置は、車両に搭載された内燃機関と、上記内燃機関の圧縮比を可変可能な圧縮比可変機構と、走行路の路面状態を検知可能な路面状態検知部と、を有し、アクセル開度一定の状態で、走行路の路面摩擦係数が所定値よりも小さい場合に、今後の運転状態が低回転低負荷運転状態に移行するものと予測して、目標圧縮比を相対的に高くすることを特徴としている。
A control device for a vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine mounted on the vehicle, a compression ratio variable mechanism capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine, and a road surface state detection unit capable of detecting a road surface state of a traveling road. In the state where the accelerator opening is constant, if the road surface friction coefficient of the traveling road is smaller than a predetermined value, it is predicted that the future driving state will shift to the low rotation low load driving state, and the target compression ratio Is relatively high.

走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態では、高回転高負荷の運転状態で車両を走行させることは、駆動力が路面に伝わりにくいことから実用的ではない。そこで、走行路の摩擦係数が所定値よりも小さいことが検知された場合、今後運転の運転状態が低回転低負荷運転状態に移行するものと予測して、運転者からの操作要求がなくても圧縮比を高くする。   When the road surface condition of the traveling road is a state where the friction coefficient is small, it is not practical to cause the vehicle to travel in a high rotation and high load driving condition because the driving force is hard to be transmitted to the road surface. Therefore, when it is detected that the friction coefficient of the traveling path is smaller than a predetermined value, it is predicted that the driving state of driving will shift to the low rotation and low load driving state in the future, and there is no operation request from the driver. Also increase the compression ratio.

本発明によれば、運転者からの操作要求を待って圧縮比を変更する場合に比べ、可変圧縮比機構の応答速度を上げることなく、車両の外部環境に応じた適切な圧縮比設定を精度よく実現することができる。   According to the present invention, it is possible to set an appropriate compression ratio according to the external environment of the vehicle without increasing the response speed of the variable compression ratio mechanism, as compared to the case where the compression ratio is changed after waiting for an operation request from the driver. Well realized.

本発明に係る車両の制御装置の概略構成を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically schematic structure of the control apparatus of the vehicle which concerns on this invention. 目標圧縮比算出マップ。Target compression ratio calculation map. 本発明に係る車両の制御装置の概略構成を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically schematic structure of the control apparatus of the vehicle which concerns on this invention. 車輪回転数を用いた路面摩擦係数推定マップ。Road friction coefficient estimation map using wheel rotation speed. 横方向加速度を用いた路面摩擦係数推定マップ。Road friction coefficient estimation map using lateral acceleration. 運転者操作による圧縮比変化と高圧縮比化制御による圧縮比変化とを対比して示すタイミングチャート。The timing chart shown contrasting compression ratio change by driver operation, and compression ratio change by high compression ratio control. 車両走行中の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control during vehicle travel.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る車両の制御装置の概略構成を模式的に示した説明図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration of a control device for a vehicle according to the present invention.

内燃機関1は、シリンダブロック11のシリンダ12内を往復動するピストン13の上死点位置を変更することで機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構14を有している。   The internal combustion engine 1 has a variable compression ratio mechanism 14 capable of changing the engine compression ratio by changing the top dead center position of the piston 13 reciprocating in the cylinder 12 of the cylinder block 11.

可変圧縮比機構14は、ピストン13とクランクシャフト15のクランクピン16とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものであって、クランクピン16に回転可能に装着されたロアリンク17と、このロアリンク17とピストン13とを連結するアッパリンク18と、偏心軸部20が設けられた制御軸19と、偏心軸部20とロアリンク17とを連結するコントロールリンク21と、を有している。   The variable compression ratio mechanism 14 utilizes a multi-link type piston-crank mechanism in which the piston 13 and the crank pin 16 of the crankshaft 15 are linked by a plurality of links, and is rotatably mounted on the crank pin 16 Lower link 17, upper link 18 connecting lower link 17 and piston 13, control shaft 19 provided with eccentric shaft portion 20, and control link 21 connecting eccentric shaft portion 20 and lower link 17 ,have.

クランクシャフト15は、第1軸受ブラケット22によってシリンダブロック11に回転可能に支持されている。   The crankshaft 15 is rotatably supported by the first bearing bracket 22 on the cylinder block 11.

アッパリンク18は、一端がピストンピン23に回転可能に取り付けられ、他端が第1連結ピン24によりロアリンク17と回転可能に連結されている。コントロールリンク21は、一端が第2連結ピン25によりロアリンク17と回転可能に連結されており、他端が制御軸19の偏心軸部20に回転可能に取り付けられている。   The upper link 18 is rotatably attached at one end to the piston pin 23 and is rotatably connected at the other end to the lower link 17 by the first connection pin 24. One end of the control link 21 is rotatably connected to the lower link 17 by the second connection pin 25, and the other end is rotatably attached to the eccentric shaft portion 20 of the control shaft 19.

制御軸19は、クランクシャフト15と平行に配置され、かつシリンダブロック11に回転可能に支持されている。詳述すると、制御軸19は、第1軸受ブラケット22と第2軸受ブラケット26との間に回転可能に支持されている。   The control shaft 19 is disposed parallel to the crankshaft 15 and rotatably supported by the cylinder block 11. Specifically, the control shaft 19 is rotatably supported between the first bearing bracket 22 and the second bearing bracket 26.

そして、この制御軸19は、歯車機構27を介して電動モータからなるアクチュエータ28によって回転駆動され、その回転位置が制御されている。アクチュエータ28は、コントロールユニット31からの指令に基づき制御される。なお、制御軸19を油圧アクチュエータによって回転駆動するようにしてもよい。   The control shaft 19 is rotationally driven by an actuator 28 formed of an electric motor via a gear mechanism 27 and its rotational position is controlled. The actuator 28 is controlled based on a command from the control unit 31. The control shaft 19 may be rotationally driven by a hydraulic actuator.

アクチュエータ28により制御軸19の回転位置を変更することで、コントロールリンク21の揺動支点となる偏心軸部20の位置が変化する。これにより、コントロールリンク21によるロアリンク17の姿勢が変化し、ピストン13のピストンモーション(ストローク特性)、すなわちピストン13の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、圧縮比が連続的に変更される。   By changing the rotational position of the control shaft 19 by the actuator 28, the position of the eccentric shaft portion 20 serving as the fulcrum of the control link 21 changes. As a result, the posture of the lower link 17 by the control link 21 changes, and the compression ratio becomes continuous with changes in the piston motion (stroke characteristics) of the piston 13, ie, the top dead center position and the bottom dead center position of the piston 13. Changed to

コントロールユニット31は、マイクロコンピュータを内蔵し、内燃機関1の種々の制御を行うものであって、各種のセンサからの信号を基に燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度、圧縮比等を制御する。各種のセンサとしては、内燃機関1の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度APO)を検知するアクセル開度センサ32、図示せぬブレーキペダルの踏み込み量を検知するブレーキペダルセンサ33、クランクシャフト15のクランク角度と共に機関回転数を検知可能なクランク角センサ34、内燃機関1が搭載された車両の車速を検知する車速センサ35、外気温を検知する外気温センサ36等がある。   The control unit 31 incorporates a microcomputer and performs various controls of the internal combustion engine 1, and based on signals from various sensors, the fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, throttle opening degree, compression Control the ratio etc. As various sensors, an accelerator opening degree sensor 32 for detecting an accelerator pedal depression amount (accelerator opening degree APO) representing a required load state of the internal combustion engine 1, a brake pedal sensor 33 for detecting a depression amount of a brake pedal not shown There are a crank angle sensor 34 capable of detecting an engine speed as well as a crank angle of the crankshaft 15, a vehicle speed sensor 35 detecting a vehicle speed of a vehicle equipped with the internal combustion engine 1, an outside air temperature sensor 36 detecting an outside air temperature, and the like.

内燃機関1の圧縮比は、運転状態に応じて制御される。本実施例では、内燃機関1の回転数(機関回転数)と内燃機関1の負荷(機関負荷)に応じて目標とする圧縮比が割り付けられた目標圧縮比マップがコントロールユニット31内に記憶されており、この目標圧縮比マップに基づいて目標圧縮比が設定される。   The compression ratio of the internal combustion engine 1 is controlled in accordance with the operating state. In the present embodiment, a target compression ratio map to which a target compression ratio is assigned is stored in the control unit 31 according to the rotational speed of the internal combustion engine 1 (engine rotational speed) and the load of the internal combustion engine 1 (engine load). The target compression ratio is set based on the target compression ratio map.

図2は、目標圧縮比算出マップの一例を模式的に示したものであって、低回転低負荷側で高圧縮比となり、高回転高負荷側で低圧縮比となっている。つまり、図2において、圧縮比は、運転状態が低回転低負荷の領域から高回転高負荷の領域に移行するしたがって所定の最高圧縮比から漸次小さくなるように設定され、最終的には所定の最低圧縮比が設定される。図2においては、横軸と図中の破線によって囲まれた運転領域で圧縮比が上記最高圧縮比に設定され、この運転領域の外側ほど低い圧縮比が設定される。また、図2中の実線Lは、スロットル全開時(WOT時)のトルクカーブである。   FIG. 2 schematically shows an example of the target compression ratio calculation map. The compression ratio is high on the low rotation low load side, and is low on the high rotation high load side. That is, in FIG. 2, the compression ratio is set so that the operating state shifts from the low rotation low load region to the high rotation high load region and thus gradually decreases from the predetermined maximum compression ratio, and finally the predetermined A minimum compression ratio is set. In FIG. 2, the compression ratio is set to the highest compression ratio in the operation area surrounded by the horizontal axis and the broken line in the figure, and the compression ratio is set to a lower value outside the operation area. Further, a solid line L in FIG. 2 is a torque curve when the throttle is fully opened (at the time of WOT).

また、コントロールユニット31は、図1及び図3に示すように、情報交換が互いに可能なCAN通信線42を介してブレーキコントロールユニット41と接続されている。   Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the control unit 31 is connected to the brake control unit 41 via a CAN communication line 42 capable of exchanging information mutually.

ブレーキコントロールユニット41には、前輪右の回転数(回転速度)を検知する第1車輪速センサ43、前輪左の回転数(回転速度)を検知する第2車輪速センサ44、後輪右の回転数(回転速度)を検知する第3車輪速センサ45、後輪左の回転数(回転速度)を検知する第4車輪速センサ46、ステアリングホイール(図示せず)の操舵角を検知する舵角センサ47、車両の左右方向加速度を検知する横Gセンサ48、車両の回転角速度を検知するヨーレートセンサ49、運転者のブレーキ操作に応じて発生するブレーキ液圧(マスターシリンダ圧)を検知するブレーキ圧力センサ50等からの信号が入力されている。   The brake control unit 41 includes a first wheel speed sensor 43 that detects the number of rotations (rotational speed) of the right front wheel, a second wheel speed sensor 44 that detects the number of rotations (rotational speed) of the front left wheel, and a rotation of the right rear wheel The third wheel speed sensor 45 detects the number (rotational speed), the fourth wheel speed sensor 46 detects the rotational speed (rotational speed) of the rear wheel left, and the steering angle detects the steering angle of the steering wheel (not shown) Sensor 47, Lateral G sensor 48 for detecting the lateral acceleration of the vehicle, yaw rate sensor 49 for detecting the rotational angular velocity of the vehicle, Brake pressure for detecting the brake fluid pressure (master cylinder pressure) generated according to the driver's brake operation A signal from the sensor 50 or the like is input.

このブレーキコントロールユニット41は、上記ブレーキ液圧と車両の各車輪のディスクブレーキ(図示せず)に供給されるホイールシリンダ圧との差圧をブレーキアクチュエータ51により制御することで、制動時の車輪回転数を検知して車輪(タイヤ)のロックを防止するいわゆるアンチロックブレーキ制御や、車両の姿勢が乱れた際の車両の横滑りを防止する車両挙動制御等の各種のブレーキ制御を実施するものである。なお、図3中の52は、ブレーキアクチュエータ51から各車輪のディスクブレーキに油圧を供給する油圧配管である。   The brake control unit 41 controls the differential pressure between the brake fluid pressure and the wheel cylinder pressure supplied to the disc brakes (not shown) of the respective wheels of the vehicle by means of the brake actuator 51 so that the wheel rotation at the time of braking is performed. It performs various types of brake control such as so-called anti-lock brake control that detects the number and prevents locking of the wheels (tires), and vehicle behavior control that prevents the sideslip of the vehicle when the attitude of the vehicle is disturbed. . Reference numeral 52 in FIG. 3 denotes hydraulic piping that supplies hydraulic pressure from the brake actuator 51 to the disk brakes of the respective wheels.

上記アンチロックブレーキ制御は、急制動時に車両の走行速度に対して車輪の回転速度が低下すると車輪がロックしていると判断し、ブレーキアクチュエータ51により各車輪の油圧を断続的に調整し、車輪のロックを回避するものである。   The antilock brake control determines that the wheels are locked when the rotational speed of the wheels decreases with respect to the traveling speed of the vehicle at the time of sudden braking, and the hydraulic pressure of each wheel is intermittently adjusted by the brake actuator 51. Is to avoid the lock.

上記車両挙動制御は、例えば、ステアリングホイールを操作しても(回転させても)車両の旋回がそれに追いつかない状態(アンダーステア)や、特定の路面または運転状態において車両がスピンする傾向にある状態(オーバーステア)のときに、車両の姿勢が修正されるように(横滑りしないように)、内燃機関1の出力と個々の車輪におけるホイールシリンダ圧とを制御するものである。また、上記車両挙動制御は、滑っている側の駆動輪のスリップを軽減するためにホイールシリンダ圧を制御し、同じ車軸の滑っていない側の駆動輪に動力を伝達する機能も具備している。   The above-mentioned vehicle behavior control is, for example, a state where the turn of the vehicle can not catch up with it (understeer) even if the steering wheel is operated (turned), or the vehicle tends to spin on a specific road surface or driving At the time of oversteer, the output of the internal combustion engine 1 and the wheel cylinder pressure at the individual wheels are controlled so that the attitude of the vehicle is corrected (so that the vehicle does not skid). The above-mentioned vehicle behavior control also has a function of controlling the wheel cylinder pressure in order to reduce the slip of the drive wheel on the slipping side, and transmitting power to the non-slip side driving wheel on the same axle. .

走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態では、高回転高負荷の運転状態で車両を走行させることは、駆動力が路面に伝わりにくいことから実用的ではない。従って、高負荷高回転で運転中に走行路の摩擦係数が所定値よりも小さいことが検知できれば、今後の運転状態が低回転低負荷運転状態になり、内燃機関1の圧縮比が高圧縮比になると予測できる。   When the road surface condition of the traveling road is a state where the friction coefficient is small, it is not practical to cause the vehicle to travel in a high rotation and high load driving condition because the driving force is hard to be transmitted to the road surface. Therefore, if it is detected that the friction coefficient of the traveling path is smaller than a predetermined value during high load and high speed operation, the future operation state becomes the low rotation and low load operation state, and the compression ratio of the internal combustion engine 1 is high compression ratio. Can be predicted.

ここで、上記アンチロックブレーキ制御及び上記車両挙動制御は、いずれも車輪(タイヤ)と走行路との間のスリップを制御するものであり、これらの制御を実施可能な車両においては、既存の制御システムを利用して、走行路の路面摩擦係数を検知可能である。   Here, the antilock brake control and the vehicle behavior control both control the slip between the wheel (tire) and the traveling path, and in a vehicle capable of performing these controls, existing control The system can be used to detect the road surface friction coefficient of the traveling road.

上記アンチロックブレーキ制御を実施可能な車両においては、車速と走行時の車輪半径(車輪動半径)から乾燥路(高μ路)における車輪回転数(基準車輪回転数)を予め算出する等して用意し、この乾燥路(高μ路)における車速に対応した基準車輪回転数と実際の車輪回転数とが一致しない場合に、走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態と推定可能である。   In a vehicle capable of performing the above antilock brake control, the wheel rotational speed (reference wheel rotational speed) on a dry road (high μ road) is calculated in advance from the vehicle speed and the wheel radius (wheel moving radius) during traveling. If the reference wheel rotational speed corresponding to the vehicle speed on the dry road (high μ road) does not match the actual wheel rotational speed, it is possible to estimate that the road surface state of the traveling road has a small coefficient of friction.

車輪回転数は、タイヤの摩耗やタイヤの種類によっても変動する。また、転舵により前輪の車輪回転数は変動する。さらに、走行路が曲線路であれば内輪と外輪とで車輪回転数は変動する。そこで、本実施例では、これらの回転変動を考慮し、例えば図4に示すように、上記基準車輪回転数を表す特性線Aを含む乾燥路(高μ路)回転数域を設定する。そして、実際に検知される車輪回転数がこの乾燥路(高μ路)回転数域から外れた場合に、走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態と判定する。   The wheel rotation speed also varies depending on tire wear and the type of tire. In addition, the wheel rotation speed of the front wheels fluctuates due to steering. Furthermore, if the traveling path is a curved road, the wheel rotational speed fluctuates between the inner ring and the outer ring. Therefore, in the present embodiment, in consideration of these rotational fluctuations, as shown in FIG. 4 for example, a dry road (high μ road) rotational speed range including the characteristic line A representing the reference wheel rotational speed is set. Then, when the actually detected wheel rotational speed deviates from the dry road (high μ road) rotational speed range, it is determined that the road surface state of the traveling road has a small coefficient of friction.

なお、図4中の特性線Amaxは、車速に対応した基準車輪回転数の上限値を表す特性線であり、図4中の特性線Aminは、車速に対応した基準車輪回転数の下限値を表す特性線である。また、図4に示す例では、特性線Aが特性線Amax及び特性線Aminと重ならないように設定されているが、可能であれば特性線Amaxまたは特性線Aminの一部または全てを特性線Aと一致するように設定してもよい。   The characteristic line Amax in FIG. 4 is a characteristic line that represents the upper limit value of the reference wheel rotational speed corresponding to the vehicle speed, and the characteristic line Amin in FIG. 4 is the lower limit value of the reference wheel rotational speed corresponding to the vehicle speed. It is a characteristic line to represent. Further, in the example shown in FIG. 4, the characteristic line A is set so as not to overlap the characteristic line Amax and the characteristic line Amin, but if possible, part or all of the characteristic line Amax or the characteristic line Amin A may be set to match A.

図4の例では、アクセルペダルを踏み込んでいる状態で、車輪回転数が車速に応じて決まる所定の乾燥路(高μ路)回転数域の上限値よりも大きい場合、車輪がスリップ状態であることから、走行路の路面摩擦係数が小さいと判定する。また、ブレーキペダルを踏み込んでいる状態で、車輪回転数が車速に応じて決まる乾燥路(高μ路)回転数域の下限値よりも小さい場合、車輪がロックした状態であることから、走行路の路面摩擦係数が小さいと判定する。   In the example of FIG. 4, the wheel is in a slip state when the wheel rotational speed is larger than the upper limit value of the predetermined dry road (high μ road) rotational speed range determined in accordance with the vehicle speed in a state where the accelerator pedal is depressed. Therefore, it is determined that the road surface friction coefficient of the traveling road is small. Also, if the wheel rotational speed is smaller than the lower limit value of the dry road (high μ road) rotational speed range determined according to the vehicle speed while the brake pedal is depressed, the road is locked because the wheels are locked. It is determined that the road surface friction coefficient is small.

なお、走行路の路面摩擦係数を判定する際に用いる車輪回転数は、例えば複数の駆動輪の内の1つの車輪回転数、全ての車輪の内の1つの車輪回転数、複数の駆動輪の平均値、全ての車輪の平均値等、適宜設定可能である。また、全ての車輪毎に走行路の路面摩擦係数を推定し、これらの結果を踏まえて総合的に走行路の路面摩擦係数を推定するようにしてもよい。   The wheel rotation number used when determining the road surface friction coefficient of the traveling path is, for example, one wheel rotation number among a plurality of drive wheels, one wheel rotation number among all the wheels, and one of a plurality of drive wheels. An average value, an average value of all the wheels, and the like can be set as appropriate. Also, the road surface friction coefficient of the traveling path may be estimated for every wheel, and the road surface friction coefficient of the traveling path may be comprehensively estimated based on these results.

また、上記車両挙動制御を実施可能な車両においては、車速と操舵角から乾燥路(高μ路)における車両の横方向加速度(基準横方向加速度)を予め算出する等して用意し、この乾燥路(高μ路)における車速及び操舵角に対応した基準横方向加速度と実際の横方向加速度とが一致しない場合に、走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態と推定可能である。   Further, in a vehicle capable of performing the above-mentioned vehicle behavior control, lateral acceleration (reference lateral acceleration) of the vehicle on a dry road (high μ road) is calculated in advance from the vehicle speed and the steering angle. If the reference lateral acceleration corresponding to the vehicle speed and the steering angle on the road (high μ road) does not coincide with the actual lateral acceleration, it can be estimated that the road surface state of the traveling road has a small coefficient of friction.

横方向加速度は、運転中の諸条件によっても変動する。例えば、路面のバンク角が大きければ、同じ操舵角、車速であっても横方向加速度は小さくなる。そこで、本実施例では、運転中の諸条件による変動を考慮し、例えば図5に示すように、上記基準横方向加速度を表す特性線Bを含む乾燥路(高μ路)横方向加速度域を設定する。このマップは、車速毎あるいは所定の車速範囲毎に用意されるものである。そして、実際に検知される横方向加速度が現在の車速に対応するマップにおいて、乾燥路(高μ路)横方向加速度域から外れた場合に、走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態と判定する。   Lateral acceleration also fluctuates depending on conditions during driving. For example, if the bank angle of the road surface is large, the lateral acceleration decreases even at the same steering angle and vehicle speed. Therefore, in the present embodiment, in consideration of fluctuations due to various conditions during operation, as shown in FIG. 5, for example, a dry road (high μ road) lateral acceleration region including a characteristic line B representing the reference lateral acceleration is set. Set. This map is prepared for each vehicle speed or for each predetermined vehicle speed range. Then, when the lateral acceleration actually detected deviates from the dry road (high μ road) lateral acceleration area in the map corresponding to the current vehicle speed, it is determined that the road surface state of the traveling road has a small friction coefficient To do.

なお、図5中の特性線Bmaxは、車速及び操舵角に対応した基準横方向加速度の上限値を表す特性線であり、図5中の特性線Bminは、車速及び操舵角に対応した基準横方向加速度の下限値を表す特性線である。また、図5に示す例では、特性線Bが特性線Bmax及び特性線Bminと重ならないように設定されているが、可能であれば特性線Bmaxまたは特性線Bminの一部または全てを特性線Bと一致するように設定してもよい。   The characteristic line Bmax in FIG. 5 is a characteristic line that represents the upper limit value of the reference lateral acceleration corresponding to the vehicle speed and the steering angle, and the characteristic line Bmin in FIG. 5 is a reference lateral direction corresponding to the vehicle speed and the steering angle. It is a characteristic line showing the lower limit value of directional acceleration. Further, in the example shown in FIG. 5, the characteristic line B is set so as not to overlap with the characteristic line Bmax and the characteristic line Bmin, but if possible, part or all of the characteristic line Bmax or the characteristic line Bmin You may set so that it may correspond to B.

図5の例では、横方向加速度が車速及び操舵角に応じて決まる乾燥路(高μ路)横方向加速度域の上限値よりも大きい場合、オーバーステア状態であることから、走行路の路面摩擦係数が小さいと判定する。また、横方向加速度が車速及び操舵角に応じて決まる乾燥路(高μ路)横方向加速度域の下限値よりも小さい場合、アンダーステア状態であることから、走行路の路面摩擦係数が小さいと判定する。   In the example of FIG. 5, when the lateral acceleration is larger than the upper limit value of the dry road (high μ road) lateral acceleration area determined according to the vehicle speed and the steering angle, the road surface friction on the traveling road It is determined that the coefficient is small. If the lateral acceleration is smaller than the lower limit value of the dry road (high μ road) lateral acceleration range determined according to the vehicle speed and the steering angle, it is determined that the road surface friction coefficient of the travel road is small because it is understeer. To do.

そして、上記アンチロックブレーキ制御や上記車両挙動制御を実施可能な車両において、走行路の摩擦係数が所定値よりも小さいことを検知した場合には、運転者の操作要求を待って圧縮比を高く変更するのではなく、その時点で圧縮比が高くなるように変更する。例えば、乾燥路を低圧縮比で走行中に急激な天候変化がある場合や、山岳路を低圧縮比で走行中に部分的に路面摩擦係数が小さい部分がある場合等に、圧縮比を上昇させるような運転者の操作よりも早く、外部環境の変化から走行路の路面状態が摩擦係数の小さい状態であることを検知すると、運転者の操作による圧縮比上昇要求がある前に、圧縮比を上昇させ始める高圧縮比化制御を開始する。   Then, in a vehicle capable of performing the above antilock brake control and the above vehicle behavior control, when it is detected that the friction coefficient of the traveling road is smaller than a predetermined value, the compression ratio is made high by waiting for the driver's operation request. Instead of changing it, change the compression ratio to be high at that time. For example, if there is a sudden change in weather while traveling on a dry road at a low compression ratio, or if there is a portion where the road surface friction coefficient is partially small while traveling on a mountain road at a low compression ratio, etc. If it is detected that the road surface condition of the traveling road has a small coefficient of friction from the change in the external environment earlier than the driver's operation, the compression ratio is requested before the driver's operation requests a compression ratio increase. Start high compression ratio control to start raising.

図6は、運転者操作による圧縮比変化と上記高圧縮比化制御による圧縮比変化とを対比して示すタイミングチャートである。   FIG. 6 is a timing chart showing the change of the compression ratio by the driver's operation and the change of the compression ratio by the high compression ratio control in comparison.

乾燥路(高μ路)を走行中、時刻t1で路面摩擦係数が小さくなり、時刻t2で走行路の路面摩擦係数が小さい状態に変化したことを検知すると、時刻t2のタイミングでアクセル開度が小さくなることを予測して目標圧縮比が相対的に高い圧縮比に切り替えられ、実圧縮比が時刻t2から目標値に向かって徐々に変化し始める。   While traveling on a dry road (high μ road), when it is detected that the road surface friction coefficient becomes smaller at time t1 and the road surface friction coefficient of the road becomes smaller at time t2, the accelerator opening degree becomes smaller at time t2. In anticipation of becoming smaller, the target compression ratio is switched to a relatively high compression ratio, and the actual compression ratio starts to gradually change from time t2 toward the target value.

ここで、図6中に破線で示すように、運転者が走行路の路面状態の変化に気付いてアクセペダルを戻すタイミングが時刻t2よりも遅い時刻t3の場合、この時刻t3のタイミングから圧縮比を上昇させ始めると、圧縮比が走行路の路面状態に適した圧縮比となるタイミングが相対的に遅くなる。   Here, as indicated by a broken line in FIG. 6, when the driver notices a change in the road surface condition of the traveling road and returns the access pedal at time t3 later than time t2, the compression ratio is set from this time t3. Is started, the timing at which the compression ratio becomes a compression ratio suitable for the road surface condition of the traveling road is relatively delayed.

つまり、本実施例においては、運転者が走行路の路面状態の変化に気付いてアクセペダルを戻すタイミングよりも早く、目標圧縮比を走行路の路面状態に適した圧縮比に切り替えることが可能となる。   That is, in this embodiment, it is possible to switch the target compression ratio to a compression ratio suitable for the road surface condition of the traveling road earlier than the timing when the driver notices the change of the road surface condition of the traveling road and returns the access pedal. Become.

但し、走行路の摩擦係数が所定値よりも小さいことを検知した際に、既に低回転低負荷運転状態であれば、圧縮比は既に高い状態なので、さらに圧縮比を高くする必要はない。   However, when it is detected that the friction coefficient of the traveling path is smaller than a predetermined value, if the low rotation and low load operation state has already been made, the compression ratio is already high, so it is not necessary to further increase the compression ratio.

これによって、本実施例においては、運転者からの操作要求を待って圧縮比を変更する場合に比べ、可変圧縮比機構14の応答速度を上げることなく、車両の外部環境に応じた適切な圧縮比設定を精度よく実現することができる。   Thus, in the present embodiment, as compared with the case where the compression ratio is changed after waiting for an operation request from the driver, the appropriate compression according to the external environment of the vehicle can be made without increasing the response speed of the variable compression ratio mechanism 14 The ratio setting can be realized with high accuracy.

また、アクチュエータ28が電動モータの場合、アクチュエータ28を出力性能が相対的に低いものに代替え可能となり、コスト低減を図ることが可能となる。また、アクチュエータ28を出力性能が相対的に低いものに代替えしない場合でも、アクチュエータ28の駆動エネルギー(駆動電流値)を相対的に小さくして消費電力を低減することが可能となり、総じて燃費を改善することができる。   Further, when the actuator 28 is an electric motor, the actuator 28 can be replaced with one having a relatively low output performance, and cost reduction can be achieved. In addition, even when the actuator 28 is not replaced with one having a relatively low output performance, it is possible to relatively reduce the drive energy (drive current value) of the actuator 28 to reduce the power consumption, thereby improving the fuel consumption as a whole. can do.

図7は、上述した実施例の車両走行中の制御の流れを示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing the flow of control during traveling of the vehicle according to the embodiment described above.

S1では、アンチロックブレーキ制御あるいは車両挙動制御といったブレーキ制御を実施しているか否かを判定し、実施していればS2へ進み、実施していなければ今回のルーチンを終了する。S2では、アクセル開度、機関回転数、車速、車輪回転数、操舵角、車両の横方向加速度等の各種運転状態を検知する。S3では、走行路の路面摩擦係数が小さいか否かを判定する。具体的には、上述した基準車輪回転数と実際の車輪回転数との比較や、上述した基準横方向加速度と実際の横方向加速度との比較から走行路の路面摩擦係数が小さいか否かを判定する。走行路の路面摩擦係数が小さいと判定された場合にはS4へ進み、走行路の路面摩擦係数が小さいと判定されなかった場合には今回のルーチンを終了する。S4では、内燃機関の圧縮比が低圧縮比であるか否かを判定し、低圧縮であればS5へ進み、低圧縮でなければ今回のルーチンを終了する。S5では、上述した高圧縮比化制御の要求があるとして高圧縮比化制御要求をONする。S6では、高圧縮比化制御要求がONになったことを受けて、上記高圧縮比化制御を開始する。なお、高圧縮比化制御要求は、運転状態が変化して目標圧縮比が高圧縮比に切り替わるとOFFとなる。
In S1, it is determined whether or not brake control such as antilock brake control or vehicle behavior control is being performed, and if it is being performed, the process proceeds to S2, and if it is not being performed, the present routine is ended. In S2, various driving states such as an accelerator opening degree, an engine rotational speed, a vehicle speed, a wheel rotational speed, a steering angle, and a lateral acceleration of the vehicle are detected. In S3, it is determined whether or not the road surface friction coefficient of the traveling road is small. Specifically, whether the road surface friction coefficient of the traveling road is small or not is determined from the comparison between the reference wheel rotation number and the actual wheel rotation number described above and the comparison between the reference lateral acceleration and the actual lateral acceleration described above. judge. When it is determined that the road surface friction coefficient of the traveling road is small, the process proceeds to S4, and when it is not determined that the road surface friction coefficient of the traveling road is small, the current routine is ended. In S4, the compression ratio of the internal combustion engine is equal to or a low compression ratio, the process proceeds to S5 If low compression ratio, and terminates the low compression ratio unless the current routine. In S5, the high compression ratio control request is turned on because there is a request for the high compression ratio control described above. In S6, when the high compression ratio control request is turned ON, the high compression ratio control is started. The high compression ratio control request becomes OFF when the operation state changes and the target compression ratio is switched to the high compression ratio.

なお、外気温が所定温度よりも低い場合に、走行路の路面摩擦係数が小さいと判定することも可能である。外気温が例えば、氷点下のような低温であれば、路面の摩擦係数が氷結路相当に低いと推定できるからである。   When the outside air temperature is lower than the predetermined temperature, it can be determined that the road surface friction coefficient of the traveling road is small. This is because if the outside air temperature is a low temperature such as below freezing, for example, it can be estimated that the friction coefficient of the road surface is as low as an icing road.

また、走行路の路面摩擦係数が小さいか否かは、車輪回転数を用いても、横方向加速度を用いても、外気温を用いても判定可能であり、これら3つの組み合わせることで、より精度よく走行路の路面摩擦係数を推定することが可能である。また、本発明の車両の制御装置は、これら3つの判定方法うちの少なくとも1つを具備するようなものであってもよい。   Further, whether the road surface friction coefficient of the traveling road is small can be determined by using the wheel rotation speed, by using the lateral acceleration, or by using the outside air temperature, and by combining these three, It is possible to accurately estimate the road surface friction coefficient of the traveling road. In addition, the control device for a vehicle according to the present invention may be configured to include at least one of these three determination methods.

14…可変圧縮比機構
28…アクチュエータ
31…コントロールユニット
32…アクセル開度センサ
33…ブレーキペダルセンサ
34…クランク角センサ
35…車速センサ
36…外気温センサ
41…ブレーキコントロールユニット
42…CAN通信線
43…第1車輪速センサ
44…第2車輪速センサ
45…第3車輪速センサ
46…第4車輪速センサ
47…舵角センサ
48…横Gセンサ
49…ヨーレートセンサ
50…ブレーキ圧力センサ
51…ブレーキアクチュエータ
14 ... variable compression ratio mechanism 28 ... actuator 31 ... control unit 32 ... accelerator opening sensor 33 ... brake pedal sensor 34 ... crank angle sensor 35 ... vehicle speed sensor 36 ... outside air temperature sensor 41 ... brake control unit 42 ... CAN communication line 43 ... 1st wheel speed sensor 44 ... 2nd wheel speed sensor 45 ... 3rd wheel speed sensor 46 ... 4th wheel speed sensor 47 ... steering angle sensor 48 ... lateral G sensor 49 ... yaw rate sensor 50 ... brake pressure sensor 51 ... brake actuator

Claims (6)

車両に搭載された内燃機関と、
上記内燃機関の圧縮比を可変可能な圧縮比可変機構と、
走行路の路面状態を検知可能な路面状態検知部と、を有し、
アクセル開度一定の状態で、走行路の路面摩擦係数が所定値よりも小さい場合に、今後の運転状態が低回転低負荷運転状態に移行するものと予測して、目標圧縮比を相対的に高くすることを特徴とする車両の制御装置。
An internal combustion engine mounted on a vehicle,
A compression ratio variable mechanism capable of varying the compression ratio of the internal combustion engine;
A road surface state detection unit capable of detecting the road surface state of the traveling road,
If the road surface friction coefficient of the traveling road is smaller than a predetermined value in a state where the accelerator opening is constant, it is predicted that the future driving state will shift to the low rotation and low load driving state, and the target compression ratio is relatively A control device of a vehicle characterized by raising.
アクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセルペダル踏込検知部と、車両速度を検知する車速検知部と、車輪の回転数を検知する車輪速度検知部と、を有し、アクセルペダルを踏み込んでいる時に、車輪の回転数が車速に応じて決まる所定の回転数域の上限値よりも大きい場合に、上記路面状態検知部は路面摩擦係数が小さいと判定することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。   When the accelerator pedal is depressed, the accelerator pedal depression detection unit detecting the depression amount of the accelerator pedal, the vehicle speed detection unit detecting the vehicle speed, and the wheel speed detection unit detecting the number of revolutions of the wheel The vehicle according to claim 1, wherein the road surface state detecting unit determines that the road surface friction coefficient is small when the number of revolutions of the wheel is larger than an upper limit value of a predetermined number of revolutions determined according to the vehicle speed. Control device. ブレーキペダルの踏み込み量を検知するブレーキペダル踏込検知部と、車両速度を検知する車速検知部と、車輪の回転数を検知する車輪速度検知部と、を有し、ブレーキペダルを踏み込んでいる時に、車輪の回転数が車速に応じて決まる所定の回転数域の下限値よりも小さい場合に、上記路面状態検知部は路面摩擦係数が小さいと判定することを特徴とする請求項1または2に記載の車両の制御装置。   When the brake pedal is depressed, the brake pedal depression detection unit detecting the depression amount of the brake pedal, the vehicle speed detection unit detecting the vehicle speed, and the wheel speed detection unit detecting the number of revolutions of the wheel The road surface state detecting unit determines that the road surface friction coefficient is small when the number of revolutions of the wheel is smaller than the lower limit value of a predetermined number of revolutions range determined according to the vehicle speed. Vehicle control device. 車両のステアリングホイールの操舵角を検知する操舵角検知部と、車両の横方向加速度を検知する横方向加速度検知部と、を有し、上記ステアリングホイールが操作されている車両旋回時に、上記車両の横方向加速度が車速及びステアリングホイールの操舵角に応じて決まる所定の加速度域の上限値よりも大きい場合に、上記路面状態検知部は路面摩擦係数が小さいと判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両の制御装置。   The vehicle includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering wheel of the vehicle, and a lateral acceleration detection unit that detects a lateral acceleration of the vehicle, and the vehicle rotates when the steering wheel is operated. When the lateral acceleration is larger than the upper limit value of the predetermined acceleration range determined according to the vehicle speed and the steering angle of the steering wheel, the road surface state detecting unit determines that the road surface friction coefficient is small. The control apparatus of the vehicle in any one of -3. 車両のステアリングホイールの操舵角を検知する操舵角検知部と、車両の横方向加速度を検知する横方向加速度検知部と、を有し、上記ステアリングホイールが操作されている車両旋回時に、上記車両の横方向加速度が車速及びステアリングホイールの操舵角に応じて決まる所定の加速度域の下限値よりも小さい場合に、上記路面状態検知部は路面摩擦係数が小さいと判定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車両の制御装置。   The vehicle includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering wheel of the vehicle, and a lateral acceleration detection unit that detects a lateral acceleration of the vehicle, and the vehicle rotates when the steering wheel is operated. When the lateral acceleration is smaller than the lower limit value of the predetermined acceleration range determined according to the vehicle speed and the steering angle of the steering wheel, the road surface state detecting unit determines that the road surface friction coefficient is small. The control apparatus of the vehicle in any one of -4. 車外の温度を検知する外気温検知部を有し、外気温が所定温度よりも低い場合に、上記路面状態検知部は路面摩擦係数が小さいと判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の車両の制御装置。   The outside air temperature detection unit for detecting the temperature outside the vehicle, wherein when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature, the road surface condition detection unit determines that the road surface friction coefficient is small. The vehicle control device according to any one of the above.
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